第三章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Na—23
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)
1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据所学的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是( )
A.FeO
B.Fe2O3
C.Fe3O4
D.Fe
解析Fe3O4具有磁性,又称为磁性氧化铁。
答案C
2.“分类”是一种思想方法,在化学发展中起到了重要的作用。下列说法正确的是( )
A.Na2O和Na2O2均能与H2O反应生成NaOH,故二者都是碱性氧化物
B.根据分散系是否具有丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体和浊液
C.只有溶于水能够导电的化合物才是电解质
D.冰和干冰既是纯净物又是化合物
解析Na2O2与H2O反应除生成NaOH外,还有氧气生成,它不是碱性氧化物,属于过氧化物,A项错误;根据分散质颗粒大小将分散系分为溶液、胶体和浊液三种类型,B项错误;在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质,C项错误;冰是固态水,干冰是固态二氧化碳,二者既是纯净物又是化合物,D项正确。
答案D
3.关于钠及其化合物性质的叙述,不正确的是( )
A.过氧化钠是淡黄色固体,可用于呼吸面具中作为氧气来源
B.氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,生成物完全相同
C.碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠,可用加热的方法除去碳酸氢钠
D.质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生气体多
解析过氧化钠是淡黄色固体,过氧化钠与人呼出的二氧化碳和水蒸气反应均放出氧气,故可用于呼吸面具中氧气的来源,A项正确;氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,前者只生成碳酸钠,后者除生成碳酸钠之外还放出氧气,B项错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水蒸气和二氧化碳,故碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠时,可用加热的方法除去碳酸氢钠,C项正确;1
mol碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,都生成1
mol
CO2,即生成等量的CO2气体,消耗碳酸钠的质量大,故质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生的气体多,D项正确。
答案B
4.下列推理正确的是( )
A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故钠在氧气中燃烧生成Na2O
B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中
D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂
解析钠在氧气中燃烧生成Na2O2,A错误;钠非常活泼,钠加入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成NaOH,NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,B错误;由于钠易与水、氧气反应,故为了隔绝空气保存在煤油中;铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化物保护膜,故不需要保存在煤油中,放在广口瓶中即可,C错误;由于金属单质在反应中化合价均升高被氧化,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂,D正确。
答案D
5.镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中,不正确的是( )
A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都低
B.此合金能全部溶解于足量稀盐酸中
C.此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中
D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都大
解析合金的熔点比各成分金属的低,A项错误;镁铝合金的主要成分是镁和铝,均能与稀盐酸反应,能全部溶解于稀盐酸中,B项正确;镁铝合金属于镁和铝的混合物,铝能与氢氧化钠溶液反应,但镁不能与氢氧化钠溶液反应,镁铝合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中,C项错误;根据合金的特点:合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,可知镁铝合金的硬度比镁和铝的硬度都大,D项正确。
答案C
6.(2019全国Ⅱ,11)下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是( )
A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4Cu+ZnSO4
B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O22Na2O+O2↑
D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3+3MgCl2
解析Zn比Cu活泼,过量的Zn能将CuSO4溶液中的Cu全部置换出,溶液蓝色消失,A项正确;Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成难溶性的CaCO3沉淀,反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O,B项正确;Na2O2在空气中放置后,可与空气中的CO2和H2O发生反应,可理解为Na2O2先和H2O反应,则第一步反应为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,第二步反应为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,最终变为Na2CO3,C项错误;Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度,所以向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液,发生反应的化学方程式为3Mg(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3+3MgCl2,D项正确。
答案C
7.下列各组反应中最终肯定得到白色沉淀的是( )
A.AlCl3溶液中加入过量氨水
B.Al2(SO4)3溶液中加入过量KOH溶液
C.FeCl2溶液中加入过量氨水
D.Fe2(SO4)3溶液中加入过量KOH溶液
解析Al(OH)3能溶于强碱溶液,但不溶于弱碱溶液。Fe(OH)2是白色沉淀,但最终变成红褐色的Fe(OH)3沉淀。
答案A
8.下列实验的现象或表述正确的是( )
A.在酒精灯上灼烧铝箔,会发现熔化的铝不断滴落
B.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液置于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可
C.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
D.向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,煮沸后即得红棕色Fe(OH)3胶体
解析铝在空气中燃烧,首先生成Al2O3,其熔点高,而内部的Al的熔点低,所以里面熔化,而外面不熔化,故看不到滴落的现象,A错误;制备氢氧化亚铁时,用长滴管吸取氢氧化钠溶液后,把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部,不能搅拌,否则会带入氧气,看不到白色的氢氧化亚铁,C错误;向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,得到Fe(OH)3沉淀,D错误。
答案B
9.加热42
g
NaHCO3和Na2CO3固体混合物,至没有气体放出时,剩余的固体质量是35.8
g。那么原固体混合物中Na2CO3的质量是( )
A.25.2
g
B.16.8
g
C.10.6
g
D.24.8
g
解析设混合物中碳酸氢钠的质量为a,则有:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O Δm
168
62
a (42-35.8)
g
由方程式的关系式:168∶62=a∶6.2
g,解得a=16.8
g,则混合物中Na2CO3的质量是(42-16.8)
g=25.2
g,A项正确。
答案A
10.下列各组物质中,X是主要物质,Y是少量杂质,Z是除去杂质所需加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
X
FeCl2
FeCl3
Fe
Na2SO4
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
解析A项应加入铁粉与FeCl3反应生成FeCl2;B项Fe将FeCl3还原成FeCl2,所以加入铁粉置换出单质铜后还应再通入Cl2;D项加入BaCl2后生成BaCO3、BaSO4沉淀,应加入稀硫酸除杂。
答案C
11.下表中对离子方程式书写的评价正确的是( )
选项
化学反应或离子方程式
评价
A
将铜屑加入含Fe3+的溶液中:Fe3++CuFe2++Cu2+
正确
B
Na2O2与H2O反应:Na2O2+H2O2Na++2OH-+O2↑
错误,氧元
素不守恒
C
NaOH溶液与氧化铝反应:Al2O3+2OH-2Al+H2O
错误,产物
应该是
Al(OH)3
D
向FeCl3溶液中滴加足量氨水:Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
正确
解析A项离子方程式应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;B项离子方程式应为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑,B项中对离子方程式书写的评价正确;C项离子方程式正确;D项,一水合氨不能拆写成离子形式,错误。
答案B
12.向X的溶液中,加入Y试剂,产生的沉淀或气体如下图所示,下列选项与所述情形相符的是( )
A.向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液
B.向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液
D.向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加稀盐酸
解析向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液,开始NaOH先与HCl发生中和反应,无沉淀生成,继续滴加NaOH溶液与AlCl3反应先生成Al(OH)3白色沉淀,然后沉淀又溶解,且沉淀生成与溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1,A选项中图像不符。向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2,CO2先与Ca(OH)2反应生成CaCO3白色沉淀,再与NaOH反应生成可溶性盐,此时沉淀量不变,后又与CaCO3及水反应生成可溶性盐Ca(HCO3)2,且CaCO3的生成与溶解消耗CO2的量相等,B项与之符合。向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液,NaOH先与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀,再与N反应生成NH3·H2O,最后与Al(OH)3沉淀反应生成可溶性偏铝酸盐,且整个过程消耗NaOH的量之比为3∶1∶1,C选项中的图像不符。向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加稀盐酸,HCl先与NaOH反应再与Na2CO3反应,且与Na2CO3反应是分步进行的,先生成NaHCO3,NaHCO3再与HCl反应才放出CO2气体,放出CO2气体消耗的HCl比未生成CO2气体消耗的HCl少,D选项中图像不符。
答案B
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(10分)已知X为Fe2O3和CuO的混合物,且氧化性强弱顺序:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。X样品可发生如图所示的转化关系:
(1)写出步骤③可能发生反应的离子方程式(共有3个)? 。?
(2)若溶液E中只有一种金属离子,则一定是 ;若溶液E中含有两种金属离子,则一定是 。?
(3)若D固体是纯净物,该固体是 (填化学式)。?
(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的,可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板,该过程发生反应的离子方程式为 。?
解析(1)①步中的反应为CuO+2HClCuCl2+H2O、Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,所得溶液为FeCl3、CuCl2及过量的HCl的混合溶液;步骤②得到的固体有铜、铁两种,若B是铜,根据题给的氧化性顺序可知,只有一个反应,不符合3个反应的要求,故B应是铁。(2)若溶液E中只有一种金属离子,则必然是氧化性最弱的Fe2+;若溶液E中含有两种金属离子,则为Fe2+、Cu2+。(4)根据氧化性Fe3+>Cu2+可知,腐蚀电路板的反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
答案(1)2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu、2H++FeFe2++H2↑
(2)Fe2+ Fe2+、Cu2+
(3)Cu
(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
14.(2018全国Ⅰ,26)(10分)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪器a的名称是 。?
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。?
②同时c中有气体产生,该气体的作用是 。?
(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 ;d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗涤、干燥。?
(4)指出装置d可能存在的缺点 。?
解析(1)由题给信息“醋酸亚铬……在气体分析中用作氧气吸收剂”可知,为避免溶解在水中的氧气影响实验,故所用蒸馏水应先煮沸除氧并迅速冷却,以减少氧气的再溶解。仪器a为分液(或滴液)漏斗。
(2)将盐酸滴入c中时,CrCl3溶解,同时锌粒与盐酸反应放出的氢气可将c中的空气排出,形成了隔绝空气的体系,进而发生反应:Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+,溶液颜色由绿色逐渐变为亮蓝色。
(3)当打开K3,关闭K1和K2时,c中Zn与盐酸反应产生的氢气排不出去,产生较大的压强,可将c中生成的亮蓝色溶液压入d中。进入d中的Cr2+可与CH3COO-反应生成(CH3COO)2Cr·2H2O沉淀。根据题意“醋酸亚铬难溶于冷水”,要使沉淀充分析出并分离,可采用冰水浴冷却、过滤、洗涤、干燥的方法处理。
(4)由于(CH3COO)2Cr·2H2O沉淀易被氧气氧化,所以装置d的缺点是:装置d为敞口体系,会使醋酸亚铬与空气接触而被氧化。
答案(1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗
(2)①Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+
②排除c中空气
(3)c中产生氢气使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤
(4)敞开体系,使醋酸亚铬与空气接触
15.(18分)某工厂排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+,工厂为了减少环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、Al2O3和金属Cu,回答下列问题:
(1)固体A的成分是 (用化学式表示)。?
(2)写出B→D的离子方程式: ,该反应中氧化剂是 ,2
mol
Cl2参加反应转移电子
mol,溶液D中滴加KSCN溶液的现象是 。?
(3)溶液E焰色反应呈黄色,试剂H是 (用化学式表示);D→E反应的离子方程式是 。?
(4)分别写出铁红和氧化铝在工业上的一种主要用途:
铁红 ;?
氧化铝 。?
解析(1)加入废铁屑后发生反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,又由于铁屑过量,所以固体A的成分为Fe和Cu。(2)溶液B中含有Fe2+、Al3+,加入足量氯水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;Cl2作为氧化剂参加反应,由0价变为-1价,所以2
mol
Cl2转移电子4
mol;溶液D中含有Fe3+,滴加KSCN溶液变红色。(3)焰色反应呈黄色,说明溶液E中含有Na+,则H溶液为NaOH溶液。D→E反应的离子方程式为Al3++4OH-Al+2H2O。
答案(1)Fe、Cu
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- Cl2 4 溶液变红色
(3)NaOH Al3++4OH-Al+2H2O
(4)红色油漆或涂料等 耐火材料
16.(14分)在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。
(1)写出下列线段内发生反应的离子方程式:
OD段? ,?
CD段 。?
(2)原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为 。?
(3)图中C点表示当加入
mol
NaOH时,Al3+已经 ,Mg2+已经 。?
(4)图中线段OA∶AB= 。?
解析(2)D点沉淀达到最大值。从D到C,Al(OH)3溶解,从图像知Al(OH)3的物质的量为0.1
mol,则Al3+的物质的量为0.1
mol,Mg(OH)2的物质的量为0.2
mol,Mg2+的物质的量为0.2
mol。故原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为2∶1。
(3)D点时,Mg2+、Al3+恰好沉淀完全,所需OH-的物质的量为0.1
mol×3+0.2
mol×2=0.7
mol,CD段0.1
mol
Al(OH)3溶解所需NaOH的物质的量为0.1
mol,故C点时,加入的NaOH的物质的量为0.8
mol,此时Al3+已经全部生成NaAlO2,Mg2+已经完全生成沉淀Mg(OH)2。
(4)由以上分析知线段OA∶AB=7∶1。
答案(1)Al3++3OH-Al(OH)3↓,Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-Al+2H2O
(2)2∶1
(3)0.8 全部生成NaAlO2 完全生成沉淀Mg(OH)2
(4)7∶1
-
9
-第1课时 金属与非金属的反应
基础巩固
1.镁、铝能够在空气中稳定存在的原因是( )
A.性质不活泼,不与空气中的成分反应
B.镁、铝与氧气的反应速率极慢
C.经过了特殊的工艺处理
D.与氧气反应形成了氧化物保护膜
解析镁、铝均与O2反应生成致密的氧化物保护膜。
答案D
2.下面关于金属钠的描述正确的是( )
A.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在
B.钠离子具有较强的还原性
C.钠很软,在新材料领域没有用途
D.钠露置于空气中最后变为Na2O
解析钠的化学性质活泼,能与空气中的氧气等物质反应,在自然界中只能以化合态形式存在,A项正确;钠离子不能再失去电子,不具有还原性,B项错误;钠很软、熔点低,导电、导热性好,可用于新光源、原子反应堆导热剂等,C项错误;钠露置于空气中会发生一系列反应,最后变为Na2CO3,D项错误。
答案A
3.将点燃的钠和硫分别置于下图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个活塞,这时观察到( )
A.水进入左瓶
B.水进入右瓶
C.水同时进入两瓶
D.水不进入任何一瓶
解析由于钠与氧气反应生成过氧化钠,使左瓶氧气减少,压强减小,而右瓶中的硫与氧气反应生成二氧化硫,气体的量不变,压强不变,故左瓶的压强减小,打开两个活塞时可观察到水进入左瓶。
答案A
4.下列说法错误的是( )
A.钠在空气中燃烧时先熔化,再燃烧,最后所得主要产物是Na2O2
B.镁因在空气中形成了一层致密的氧化物薄膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠一样特殊保护
C.铝制品在生活中应用非常普遍,是因为铝不活泼
D.铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松,不能保护内层金属,故铁制品往往需涂保护层
解析钠在空气中燃烧,主要生成Na2O2,故A正确。铝因易与O2反应生成致密的氧化物薄膜而耐腐蚀,我们日常用的铝器皿采用特殊工艺将氧化膜变厚,保护作用更好,并不是铝不活泼,C错误。
答案C
5.下列关于金属铝的叙述中,不正确的是( )
A.Al是地壳中含量最多的金属元素
B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现还原性
C.铝箔在空气中受热可以剧烈燃烧
D.铝箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的Al并不滴落
解析铝箔在空气中不能剧烈燃烧。
答案C
6.下列有关实验的描述,符合事实的是( )
A.金属钠暴露在空气里,表面变暗,生成白色的氧化钠固体
B.用坩埚钳夹住打磨过的镁带,在酒精灯上点燃,发出耀眼的白光,放出大量的热,产生白色粉末
C.用坩埚钳夹住一小块铁片在酒精灯上点燃,火星四射,放出大量的热
D.用坩埚钳夹住一小块打磨过的铝箔,在酒精灯上加热至熔化,有液态的铝滴落下来
解析用坩埚钳夹住打磨过的镁带,在酒精灯上点燃,产生的是白色固体氧化镁,而不是白色粉末,B项错误;铁不能在空气中燃烧,C项错误;加热铝箔,因为Al2O3的熔点比Al的高,熔化的铝并不会滴落下来,D项错误。
答案A
7.4.6
g金属钠在一定条件下与氧气反应后,得到7.0
g固体,由此可判断其氧化产物是( )
A.只有Na2O
B.只有Na2O2
C.Na2O2和Na2O
D.无法确定
解析此题可用极限法巧解。若4.6
g金属钠完全被氧化为Na2O2,质量应为7.8
g;若完全生成Na2O,则质量应为6.2
g,由此可知氧化产物应为Na2O2和Na2O的混合物。
答案C
8.把铝箔放在盐酸中除去表面的氧化膜,所发生反应的化学方程式为 ,把除去氧化膜的铝箔迅速放到酒精灯火焰上加热,看到的现象是 ,原因是 ,所发生的反应是 。?
解析铝箔表面的氧化膜为Al2O3,它可以和酸反应生成盐和水;把除去氧化膜的铝箔迅速放到酒精灯火焰上加热时,其表面已生成致密的氧化膜,它阻碍了氧气和铝的进一步反应,并且它的熔点很高,难以熔化。
答案Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O
铝箔形成液滴却不滴落
生成的Al2O3薄膜阻止了Al和O2的进一步反应,且Al2O3的熔点高于Al的熔点,故使内层熔化的Al无法滴落 4Al+3O22Al2O3
9.根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题。
(1)下列关于钠的叙述中,正确的是 。?
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
(2)由于金属钠很容易与空气中的 等物质反应,通常将它保存在 里,以使它与 等隔绝。?
解析通过外观、金属的通性以及钠与水反应的实验现象可知,钠的物理性质有:银白色、密度小、熔沸点低、质软、导电、导热等,作为活泼的金属,钠易与O2、水等发生化学反应。
(1)A选项中有关钠硬度的描述不正确;C选项中有关钠在空气中燃烧的产物说法有误;D选项中有关金属钠熔点的描述不符合事实。只有B项正确。
(2)由于金属钠很活泼,很容易与空气中的氧气、水蒸气等物质反应,因此保存时应隔绝空气,通常保存在煤油里,这是因为钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应,钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。
答案(1)B (2)氧气 煤油 氧气
能力提升
1.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是( )
A.①发生了氧化还原反应
B.变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
解析钠露置在空气中由银白色变灰暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与H2O反应生成白色固体NaOH,NaOH易潮解,吸收空气中的H2O形成NaOH溶液而出现液滴,同时吸收空气中的CO2生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化最后变为Na2CO3粉末。其中①发生了氧化还原反应,A正确;Na只有在加热或点燃时才能生成Na2O2,B错误;③是NaOH潮解,C错误;④⑤中发生的反应有2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2ONa2CO3·10H2O及Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O,D错误。
答案A
2.近年来,科学家正在探索利用铝粉作燃料的可能性,以期铝能成为石油的一种取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不正确的是( )
A.铝质轻,便于运输、贮存,且安全
B.铝燃烧时放出的热量多,且燃烧后的产物对环境的污染容易得到有效控制
C.在地球上,铝矿资源丰富
D.现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础
解析铝质轻,燃烧时放热多,在地壳中是含量最大的金属元素,铝矿资源丰富,这些都是用铝作为新型燃料的有利条件。但是电冶铝本身需要消耗大量的能量,从这一点考虑,如果没有开发出新的冶炼金属铝的技术,那么用铝作为新能源的做法是不合算的。
答案D
3.等质量的两块钠,第一块在加热下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是( )
A.第一块钠失去电子数多
B.两块钠失去电子数相同
C.两块钠的反应产物的颜色相同
D.两块钠所得反应产物的质量相等
解析Na与O2在不同条件下发生的反应分别为2Na+O2Na2O2,4Na+O22Na2O,等质量的Na无论生成Na2O2还是生成Na2O,Na的化合价都是由0价变为+1价,其失去电子数相同,A错误,B正确;Na2O2为淡黄色,Na2O为白色,两者颜色不同,C错误;等质量的Na生成Na2O2和Na2O的物质的量相同,因Na2O2摩尔质量大于Na2O的摩尔质量,故生成Na2O2的质量大,D错误。
答案B
4.若m
g
Na在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55)
g,则m
g
Na与氧气反应,生成固体的质量可能为( )
①(m+0.8)
g ②(m+1.0)
g ③(m+1.2)
g ④(m+1.6)
g ⑤(m+1.4)
g
A.①④
B.①⑤
C.③④
D.①②③④⑤
解析由题可知,Na的质量为2.3
g,物质的量为0.1
mol,与O2反应可能生成(m+0.8)
g
Na2O,也可能生成(m+1.6)
g
Na2O2,也可以既生成Na2O,又生成Na2O2,质量在(m+0.8)
g与(m+1.6)
g之间。
答案D
5.(1)用金属钠制取过氧化钠的化学方程式为 ,现象是 。?
(2)指出下列各物质中氧元素的化合价:
Na2O2: ;Na2O: 。?
(3)已知用金属钠生成氧化钠,可有多种方法(反应条件省略):
①4Na+O22Na2O;
②4Na+CO22Na2O+C;
③2NaNO2+6Na4Na2O+N2↑。
在上述三种方法中最好的方法是 (填序号),原因是 。?
解析解答第(3)问时,如果只简单考虑,当然是钠直接与氧气反应最好,但实际上钠与氧气反应时,生成的Na2O容易被空气中的氧气氧化生成Na2O2,产物含有杂质,故方法①不好。而方法②首先是产物中含有碳杂质,且生成的Na2O会与CO2反应生成Na2CO3,故此法也不好。最好的方法是方法③,产物纯度高,且不易变质。
答案(1)2Na+O2Na2O2 产生黄色火焰,生成淡黄色固体
(2)-1价 -2价
(3)③ 此反应产物中只有Na2O是固体,而且另一产物N2可以把周围环境中的氧气排净,使得Na2O不被氧化成Na2O2
6.A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去):
(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为 ,A→C反应的化学方程式为 。?
(2)若A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C是最主要的温室气体,则C的分子式为 ,B→C反应的化学方程式为 。A与C能否发生反应? ,若能,写出反应的化学方程式,若不能,此空不填 。?
解析(1)根据C是淡黄色固体,则C为Na2O2,B为Na2O、A为Na,A→C的反应为2Na+O2Na2O2。
(2)C是主要的温室气体,则C为CO2,A为C(碳单质),B为CO,B→C的反应为2CO+O22CO2,A和C可以反应生成B,化学方程式为C+CO22CO。
答案(1)Na2O 2Na+O2Na2O2
(2)CO2 2CO+O22CO2 能 C+CO22CO
7.(1)如图所示装置,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到 ,发生反应的化学方程式为 。?
(2)某班同学用如右图所示装置测定空气中氧气的含量。
先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。
①上述实验过程中发生反应的化学方程式为 。?
②实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内原空气体积的,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的。下列对这两种现象解释合理的是 。?
A.甲同学可能使用钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完
B.甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内
C.乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
D.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出
解析(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O,使钠表面变灰暗,同时烧瓶内压强降低,气球会膨胀。
(2)A项,若钠的量不足,则氧气消耗不完,造成进水量少于容器中原气体体积的,结果偏低,合理。B项,若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,外面的空气会进入瓶内,使气体得到补充,造成结果偏低,合理。C项,若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体从导管口逸出,造成结果偏高,合理。D项,若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出,造成结果偏高,合理。
答案(1)钠表面变灰暗,气球膨胀 4Na+O22Na2O (2)①2Na+O2Na2O2 ②ABCD
-
7
-第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应
基础巩固
1.下列金属常温下就能与水反应的是( )
A.钠
B.铝
C.铁
D.铜
解析常温下钠能与冷水反应,铝去掉表面的氧化膜之后高温下能与水反应,铁在高温下能与水蒸气反应,铜与水不反应。
答案A
2.如图所示,在小烧杯中加入水和煤油各20
mL,然后将一小粒金属钠放入烧杯中,观察到的现象可能为( )
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在煤油层中不发生反应
C.钠在煤油的液面上反应并四处游动
D.钠在水与煤油的交界处反应并上下跳动
解析钠的密度比煤油大,比水密度小,且钠与水反应而不与煤油反应,故可以看到钠在水与煤油的交界处反应并上下跳动,D项正确。
答案D
3.等质量的钠进行下列实验,其中生成氢气最多的是( )
A.将钠投入到足量水中
B.将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中
C.将钠放入足量稀硫酸中
D.将钠放入足量稀盐酸中
解析钠与水或酸反应,均是与H+反应,故A、C、D三项中产生的氢气相等;钠与水反应生成氢气和氢氧化钠,生成的氢氧化钠又能与铝箔反应生成氢气,故B项中产生的氢气最多。
答案B
4.将下列各种单质投入或通入CuSO4溶液中,能产生铜单质的是( )
A.Fe
B.Na
C.H2
D.Ag
解析Fe比Cu活泼,可以从CuSO4溶液中置换出Cu;Na虽然比Cu活泼,但钠先与CuSO4溶液中的H2O反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2,不能置换出Cu;H2不能与CuSO4溶液反应;Cu比Ag活泼,Ag不能与CuSO4溶液反应。
答案A
5.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是( )
A.铝是还原剂
B.该反应是氧化还原反应
C.该反应说明所有金属都能与碱反应
D.H2为还原产物
解析铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应,铝是还原剂,H2为还原产物,A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应,并不能说明所有金属都能与碱溶液反应,如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。
答案C
6.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是( )
A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声
C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、H2O共同作用下能发生反应
解析铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A项错误;H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声,B项正确;该反应为氧化还原反应,C项正确;常温下,铁在潮湿的空气中被缓慢氧化,D项正确。
答案A
7.将2.3
g金属钠放入100
g水中,完全反应后溶液的质量分数为( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
解析2.3
g钠与100
g水完全反应后生成4
g
NaOH,同时放出0.1
g
H2,故反应后溶液的质量分数为w(NaOH)=×100%。
答案D
8.等量镁、铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应,放出氢气最多的是( )
A.2
mol·L-1
H2SO4溶液
B.3
mol·L-1
CuSO4溶液
C.6
mol·L-1
KOH溶液
D.3
mol·L-1
Ba(OH)2溶液
解析镁与铝都能与2
mol·L-1
H2SO4溶液反应得到H2;Mg、Al与CuSO4反应可置换出Cu,不产生H2;KOH溶液和Ba(OH)2溶液只能与铝反应产生氢气。
答案A
9.在进行钠与水的反应实验中,有如下操作和实验现象,回答下列各问题。
(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈 色,在空气中放置几分钟后发生的变化为 。?
(2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这是为防止 燃烧。?
(3)金属钠块投入水中后,观察到 (说明反应放热), (说明钠的密度小)。?
(4)钠小球在水面上迅速游动,发出“嘶嘶”的声响,说明反应有 生成。?
(5)如果水中事先已滴入酚酞溶液,反应后溶液由无色变为 色,说明反应生成 。?
解析(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈银白色,并很快变暗,这是因为钠与氧气反应,在钠的表面生成了一薄层氧化物所致。(2)用滤纸吸干钠块表面的煤油,防止钠与水反应放热,引起煤油燃烧。(3)钠的密度比水的小,浮在水面上,与水反应,放热,使钠熔化形成银白色小球。(4)钠与水反应放出氢气,推动钠球在水面上运动。(5)钠与水反应生成NaOH,使酚酞变红。
答案(1)银白 变暗
(2)煤油
(3)钠熔化成闪亮的小球 浮在水面上
(4)气体
(5)红 氢氧化钠
10.向一个铝制易拉罐中充满CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用胶布严封罐口,不多会儿听到罐内“咔咔”作响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿易拉罐又鼓了起来。
(1)易拉罐变瘪的原因是 ,反应的离子方程式是 。?
(2)易拉罐又鼓起来的原因是 ,反应的离子方程式是 。?
解析开始CO2溶于NaOH溶液,罐内气压减小,小于外界气压,易拉罐被压瘪。之后铝制的易拉罐与NaOH溶液反应产生H2,罐内压强又增大,易拉罐又鼓起来。
答案(1)NaOH溶液吸收CO2,罐内压强减小,外界气压将易拉罐压瘪 CO2+2OH-C+H2O
(2)Al与NaOH溶液反应产生H2 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
能力提升
1.下列反应没有氢气生成的是( )
A.单质钠投入水中
B.铝投入氢氧化钠溶液中
C.氧化钠投入水中
D.往铁粉中通入水蒸气,保持高温
解析A项,发生反应2Na+2H2O2NaOH+H2↑;B项,发生反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;C项,Na2O与H2O反应生成NaOH;D项,发生反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
答案C
2.在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液密度相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间,如图所示。下列说法正确的是( )
A.铝球表面有气泡产生,且有白色沉淀生成,杠杆不平衡
B.铝球表面有气泡产生,溶液澄清;铁球表面有红色物质析出,溶液蓝色变浅,杠杆右边下沉
C.反应后去掉两烧杯,杠杆仍平衡
D.右边球上出现红色,左边溶液的碱性增强
解析左边中的Al球与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,有一部分铝溶解,并产生气体,生成NaAlO2易溶于水,消耗掉一部分NaOH,左边烧杯中的溶液碱性减弱;右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,铁球表面有红色物质析出,铁球质量增加,Cu2+减少,溶液蓝色变浅。
答案B
3.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,反应后溶液质量减小的是( )
A.HCl
B.K2SO4
C.NaOH
D.CuSO4
解析对于A、B、C三项,都是消耗Na,产生H2,2Na→H2;投入46
g
Na,放出2
g
H2,溶液质量均增大。对于D项,钠首先与H2O反应,生成NaOH和H2,然后NaOH与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀,化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑,由化学方程式可以看出,每溶解46
g
Na,生成98
g沉淀和2
g
H2,溶液质量减小54
g。
答案D
4.将11.5
g钠、9
g铝、28
g铁分别投入200
mL
1
mol·L-1的盐酸中,下列分析结果正确的是( )
A.钠与盐酸反应最剧烈,产生的气体最多
B.铝与盐酸反应的速率仅次于钠,但产生的气体最多
C.铁与盐酸反应产生的气体比钠多
D.反应结束时产生的气体一样多
解析已知金属与盐酸的量,计算放出H2的量时,要先判断谁过量,钠与酸、碱、盐等的水溶液反应时,生成H2的量均根据Na计算,反应的剧烈程度由金属的活动性决定,即钠最剧烈,其次是铝。钠、铝、铁物质的量依次为
mol、
mol、
mol,HCl物质的量为0.2
mol,铝、铁过量。可见,铝、铁与盐酸反应时生成H2一样多,均为0.1
mol。Na先与酸反应,后与H2O反应,共生成H2
0.25
mol。
答案A
5.某实验小组对钠与水反应的实验进行研究,为点燃反应生成的氢气,他们设计了如图1所示的装置。请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式: 。?
(2)在点燃H2之前必须先进行 ,方法是 ??? 。?
(3)实验小组查阅到钠、苯(常温下为液体,不溶于水,与钠不反应)、水的密度分别为0.97
g·cm-3、0.88
g·cm-3、1.00
g·cm-3,并据此对实验进行了如图2所示的改进。
①在改进后的实验中观察到的现象可能为 。?
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并可能做上下跳动
②在改进后的实验中H2的生成速率减慢,氢气燃烧更平稳,原因是???? 。?
解析点燃可燃性气体之前要检验气体的纯度。苯与水互不相溶,钠的密度介于苯和水之间,能与水反应而不与苯反应,另外钠与水接触的位置是钠的底部,与水反应放出的氢气给钠一个向上的推力,同时与钠受到的重力作用可使钠在苯与水的界面处上下跳动,如此反复,就减慢了Na与H2O反应的速率。
答案(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(2)验纯 用向下排空气法收集一小试管氢气,用拇指堵住试管口,移近火焰,松开拇指,若听到轻微的“噗”声,则表明H2纯净
(3)①D ②钠的密度比水的小,比苯的大,落在苯与水的交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起,脱离水面,反应停止;当钠表面的H2逸出时,钠又回落,与水反应,如此反复,就可减慢Na与H2O反应的速率
6.应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请完成该实验中的问题:
(1)写出该反应的化学方程式: ;?
该氧化还原反应的还原剂是 ,氧化剂是 。?
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是????? 。?
(3)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是 。?
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ,为什么? 。?
(5)干燥管中盛装的物质是 ,作用是 。?
(6)试管中收集的气体是 。如果要在C处的玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行 ,这一操作的目的是 。?
解析产生气体的装置实验前必须检验气密性,本装置的气密性检验是密封装置后加热,利用气体热胀冷缩的原理检验;铁与水蒸气在高温下反应,所以首先对烧瓶加热,使烧瓶中的水产生水蒸气到硬质玻璃管中与铁粉反应产生氢气。由于水蒸气没有完全反应,收集点燃氢气前需用干燥剂干燥,此时要选取固体干燥剂,氢气的检验不能直接在导气管口点燃,以免引起爆炸。
答案(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O
(2)在玻璃管口C处接一段乳胶管,乳胶管头上连一段玻璃管,并将管口没入水中,用酒精灯火焰微热烧瓶底部,如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出,停止加热后,玻璃管内有水柱上升,且较长时间水柱不回落,则表明该套装置气密性良好
(3)提供持续不断的水蒸气 防止暴沸
(4)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯导致Fe与O2的反应
(5)碱石灰 除去反应产生的H2中混有的水蒸气
(6)H2 验纯 防止点燃时,氢气中混有空气而爆炸
-
7
-第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
基础巩固
1.等物质的量的常见金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应,所得氢气的体积依次为VA、VB、VC,已知VB=2VC,且VA=VB+VC,则在金属C的生成物中,该金属的化合价为( )
A.+1价
B.+2价
C.+3价
D.+4价
解析VB=2VC,VA=VB+VC=3VC,根据得失电子守恒,A失去的电子数为C的3倍,金属最外层电子数一般小于4,故A的化合价为C的3倍,C的化合价只能为+1价。
答案A
2.将足量铁粉放入100
mL
0.1
mol·L-1的CuSO4溶液中,充分反应后析出的铜的质量为( )
A.32
g
B.6.4
g
C.0.64
g
D.3.2
g
解析n(CuSO4)=0.100
L×0.1
mol·L-1=0.01
mol,由CuSO4+FeFeSO4+Cu,可知n(Cu)=n(CuSO4)=0.01
mol,m(Cu)=0.01
mol×64
g·mol-1=0.64
g。
答案C
3.在500
mL
NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体6.72
L,生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后,溶液体积不变)( )
A.1
mol·L-1
B.0.4
mol·L-1
C.1.5
mol·L-1
D.2
mol·L-1
解析设NaAlO2物质的量浓度为c,则
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2 + 3H2↑
2
mol
3×22.4
L
0.5
L·c
6.72
L
2
mol∶(0.5
L·c)=(3×22.4
L)∶6.72
L
解得c=0.4
mol·L-1。
答案B
4.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。有关该反应的下列说法正确的是( )
A.反应中Na与NaOH的质量相等
B.反应中H2O和H2的质量相等
C.反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
解析该反应中,Na与NaOH的物质的量之比为1∶1,质量之比为23∶40,所以A项错误,D项正确;H2O与H2的物质的量之比为2∶1,质量之比为18∶1,所以B项、C项均错误。
答案D
5.2
mol·L-1的盐酸和硫酸各100
mL,分别加入等质量的铁粉,反应后生成的气体质量之比为2∶3,则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为( )
A.0.05
mol
B.0.075
mol
C.0.15
mol
D.0.2
mol
解析n(HCl)=0.2
mol,n(H2SO4)=0.2
mol。若酸均不足,即完全反应生成H2的质量之比为1∶2;若酸均过量,即金属不足,则生成H2的质量之比为1∶1。现生成H2的质量之比为2∶3,则说明盐酸不足,硫酸过量;根据盐酸中HCl的物质的量可求出生成H2
0.1
mol,则H2SO4反应生成0.15
mol
H2,则铁粉为0.15
mol。
答案C
6.将钠、镁、铝各0.3
mol分别放入100
mL
1
mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2∶3
B.6∶3∶2
C.3∶1∶1
D.1∶1∶1
解析根据金属与酸反应的实质2M+2nH+2Mn++nH2↑可知三种金属都过量,而铝、镁都不与H2O反应,按盐酸计算,两者产生气体的物质的量都为0.05
mol,金属钠可继续与H2O反应最终产生0.15
mol
H2,即同温同压下产生气体的体积比为0.15
mol∶0.05
mol∶0.05
mol=3∶1∶1。
答案C
7.将Fe和Al按一定的质量比组成合金。
(1)取一定量的该合金,向其中加入足量NaOH溶液,生成气体n
L(标准状况),则反应的离子方程式是 ,合金中Al的物质的量是 。?
(2)另取相同质量的该合金,向其中加入足量稀硫酸,固体全部溶解,生成气体m
L(标准状况),则反应中转移电子的物质的量是
mol,合金中Fe的质量是 。?
解析合金中Al既能与NaOH溶液反应,也能与稀硫酸反应,且等量的Al与足量的NaOH溶液或稀硫酸反应生成等量的H2;而Fe只能与稀硫酸反应;由2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑可知,合金中Al的物质的量为mol;Fe、Al与稀硫酸反应生成m
L
H2,由2H+H2可知转移电子物质的量为
mol;由Fe置换出的H2体积为(m-n)
L,故m(Fe)=×56
g·mol-1即
g。
答案(1)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
mol
(2)
g
能力提升
1.一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8
g,将其投入100
g
水中,产生H2
0.2
g,则被氧化的钠的质量是( )
A.9.2
g
B.10.6
g
C.6.2
g
D.4.6
g
解析由于钠块放入水中发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,由产生H2的质量可求出Na的质量,进而可求出钠块中Na2O的质量,最后根据关系式:Na2O~2Na才能求出被氧化的钠的质量。
答案D
2.实验室用足量的锌粒与100
mL稀硫酸反应制备氢气,当收集到标准状况下1.12
L
H2时,反应停止。下列说法不正确的是( )
A.稀硫酸中H+的浓度是0.5
mol·L-1
B.消耗硫酸物质的量是0.05
mol
C.消耗锌的质量是3.25
g
D.氢气中可能混有水蒸气
解析由Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
1
22.4
L
n(H2SO4)
1.12
L
解得:n(H2SO4)=0.05
mol,则c(H2SO4)==0.5
mol·L-1。即c(H+)=2×0.5
mol·L-1=1
mol·L-1,A项错误;由上述分析可知,消耗H2SO4的物质的量为0.05
mol,B项正确;消耗锌的质量为0.05
mol×65
g·mol-1=3.25
g,C项正确;该反应会放出热量,则随着H2的逸出,可能会有水蒸气混入H2中,D项正确。
答案A
3.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30
mL同浓度的盐酸,加入同一种镁铝混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下:
实验序号
甲
乙
丙
混合物质量/mg
255
385
459
生成气体/mL
280
336
336
(1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的? (填“甲”或“乙”)。理由是 ??? 。?
(2)要算出盐酸中HCl的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是 ,求得盐酸中HCl的物质的量浓度为 。?
(3)求合金中Mg、Al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是 ,求得Mg、Al的物质的量之比为 。?
解析(2)在乙或丙中,因盐酸反应完全,则可根据
2HCl ~ H2
2
1
n(HCl)=×2=3×10-2
mol
c(HCl)==1
mol·L-1
(3)在甲中,混合物完全反应,盐酸有剩余,则可根据混合物质量255
mg,生成气体280
mL计算。根据Mg~H2,Al~H2得:
n(Mg)×24
g·mol-1+n(Al)×27
g·mol-1=255×10-3
g
n(Mg)+n(Al)=
求得:n(Mg)=0.005
mol,n(Al)=0.005
mol,
n(Mg)∶n(Al)=1∶1。
答案(1)乙 因甲、乙生成H2的体积不等,则产生H2体积小的,说明还有酸未反应,因此甲中盐酸过量,混合物反应完全;若乙中盐酸过量,则可产生H2:×385
mL≈423
mL,而实际为336
mL,说明乙中盐酸不足,合金过量 (2)336
mL 1
mol·L-1
(3)255
mg和280
mL 1∶1
4.在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜并用针刺一些小孔的铝箔包好,然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内,待钠块反应完全后,在容器中仅收集到1.12
L氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27
g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0
L,溶液中NaOH的浓度为0.050
mol·L-1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。
(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。
(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。
解析(1)该实验中发生的反应可表示为:
①2Na+2H2O2NaOH+H2↑
②Na2O+H2O2NaOH
③2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(2)消耗的Al的物质的量为n(Al)==0.010
mol,根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)=0.010
mol,生成的氢气的物质的量为n(H2)=0.015
mol,那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(H2)=-0.015
mol=0.035
mol,根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)=2×0.035
mol=0.070
mol,又因为反应后溶液中NaOH的物质的量为n(NaOH)=2.0
L×0.050
mol·L-1=0.10
mol,所以溶液中Na+的总物质的量即原金属钠的总物质的量为n(Na+)=0.10
mol+0.010
mol=0.110
mol,n(Na2O)==0.020
mol,该钠块中钠元素的质量分数为
×100%=89%。
答案(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
Na2O+H2O2NaOH
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(2)89%
-
5
-第三节 用途广泛的金属材料
基础巩固
1.用铜锌合金制成的黄铜制品常被误认为是黄金,下列方法中不能区分其真伪的是( )
A.观察外观
B.放入盐酸中
C.测定密度
D.高温灼烧
解析铜锌合金制成的黄铜放入盐酸中,质量减小,可以观察到有气泡冒出,而黄金不溶于盐酸中;黄金密度大,测定密度可以鉴别;高温灼烧,黄金没有变化,而铜锌合金外观上有变化。
答案A
2.自然界里常见金属元素存在最多的是铝,其次是铁,铜的含量较少。然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量较少的铜,含量最多的铝较晚被冶炼出来。金属是当今社会不可缺少的材料之一。下列有关金属的说法错误的是( )
A.铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原,铝矿很难被还原
B.目前已制得的纯金属只有90多种,但制得的合金已达几千种,大量使用的不是纯金属而是它们的合金
C.生铁易生锈不耐腐蚀,但纯铁具有耐腐蚀性,所以不锈钢应是最纯的铁
D.废弃铝制包装既浪费金属材料又造成环境污染
解析不锈钢中除铁以外,还含有抗腐蚀性很强的铬和镍等。
答案C
3.下列有关金属的说法中,不正确的是( )
A.青铜、不锈钢、硬铝都是合金
B.金属元素的单质只有还原性,其离子只有氧化性
C.合金的硬度一般比它的各成分金属的大
D.某些金属单质灼烧时火焰有颜色
解析青铜、不锈钢、硬铝都是合金,A项正确;金属元素的单质只有还原性,其离子不一定只有氧化性,例如亚铁离子还有还原性,B项错误;合金的硬度一般比它的各成分金属的大,C项正确;某些金属单质灼烧时火焰有颜色,即某些金属元素可以产生焰色反应,D项正确。
答案B
4.铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已经能冶炼出纯度较高的铁。你估计这种“纯铁”不会具有的性质是( )
A.硬度比生铁低
B.熔、沸点比生铁高
C.能与Fe2(SO4)3溶液反应
D.不能与盐酸反应
解析依据题目叙述,可认为这种“纯铁”为纯净物,与生铁(合金)相比,硬度小,熔、沸点高。同时它具有单质铁的化学性质。
答案D
5.下面关于铝合金的说法中,错误的是( )
A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低
B.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C.镁铝合金耐腐蚀,但能被烧碱腐蚀
D.镁铝合金在冷的浓硫酸中钝化
解析合金的熔点比各成分金属的熔点低;高温时铝很容易被氧化;镁铝合金中的铝能与烧碱反应;Mg在冷的浓硫酸中不钝化。
答案D
6.“蛟龙”号载人潜水器成功下潜至西太平洋马里亚纳海沟7
020米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,下面有关合金的说法中正确的是( )
A.钛合金是一种新型金属单质
B.钛合金熔点比成分金属高,硬度大
C.钛合金的化学性质与钛单质相同
D.青铜、碳素钢、合金钢和硬铝都是合金
解析钛合金是混合物,A项错误;合金熔点一般比成分金属低,硬度比成分金属大,B项错误;钛合金是混合物,其化学性质与钛单质不同,C项错误;D项所给材料均是合金,正确。
答案D
7.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为货币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的 。?
A.硬度适中
B.密度适中
C.在自然界里都可得到纯净的单质
D.活动性差
(2)一位收藏者有一枚表面是黑色,且有少量绿色锈状物的铜币,黑色物质是 ,绿色物质是 ,这枚金属币的真面目为 色。?
解析(1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工,因此,在历史上都曾经用作货币。
(2)铜在空气中容易与氧气等物质反应而“生锈”。
答案(1)D (2)CuO Cu2(OH)2CO3 红
能力提升
1.所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,根据下列四种金属的熔、沸点:
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.5
1
083
660
1
535
沸点/℃
883
2
595
2
200
3
000
其中不能形成合金的是( )
A.Cu和Al
B.Fe和Cu
C.Fe和Na
D.Al和Na
答案C
2.某合金粉末11
g,加入到足量的稀硫酸中,在标准状况下产生的气体体积为11.2
L,此合金可能是( )
A.Mg-Al合金
B.Cu-Zn合金
C.Zn-Fe合金
D.Mg-Zn合金
解析设混合物的平均摩尔质量为
-
3
-第1课时 钠的重要化合物
基础巩固
1.《本草经集注》中记载有关于区别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法:“强烧之,紫青烟起,……,云是真硝石也。”文中区别的方法是利用了下列中的( )
A.焰色反应
B.萃取
C.丁达尔效应
D.蒸馏
解析由“强烧之,紫青烟起”可知,发生的是金属的焰色反应,A项正确。
答案A
2.既能跟盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的物质是( )
A.CuSO4
B.MgO
C.NaHCO3
D.Fe(OH)3
解析CuSO4与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,与盐酸不反应,A项错误;MgO与盐酸反应生成氯化镁和水,与氢氧化钠不反应,B项错误;NaHCO3是弱酸的酸式盐,既能跟盐酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应,C项正确;Fe(OH)3与盐酸反应生成氯化铁和水,与氢氧化钠溶液不反应,D项错误。
答案C
3.在一定温度下,向饱和的烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原来温度,下列说法正确的是( )
A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出
B.溶液碱性不变,有H2放出
C.溶液中Na+数目减少,有O2放出
D.溶液碱性增强,有O2放出
解析2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,B错误;因反应时消耗水,同时生成溶质NaOH,所以有NaOH结晶析出,原NaOH饱和溶液中溶质NaOH和溶剂水的质量、物质的量以及Na+数目均减少,C正确;因仍然是原温度下的饱和溶液,所以浓度不发生改变,碱性也无变化,A、D错误。
答案C
4.向装有Na2O2的试管中加入一定量水,再滴入2滴酚酞溶液,振荡,下列叙述正确的是( )
A.加水后,将燃着的木条放到试管口,燃着的木条熄灭
B.滴入酚酞溶液先变红,振荡后褪色
C.滴入酚酞溶液,溶液仍为无色
D.因为Na2O2与酚酞发生氧化还原反应使溶液变为红色
解析Na2O2与水发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,O2能使木条复燃,NaOH与酚酞作用使无色的酚酞溶液变红色,在反应过程中Na2O2表现出强氧化性,它能将红色物质氧化而褪色,故滴入酚酞溶液先变红,振荡后褪色。
答案B
5.把标准状况下4.48
L的CO2通过一定量的固体Na2O2后,收集到标准状况下3.36
L气体,则这3.36
L气体的成分是( )
A.O2
B.CO2
C.CO2和O2
D.无法确定
解析4.48
L
CO2与足量Na2O2反应时,应产生2.24
L
O2,现反应后气体体积为3.36
L,说明4.48
L
CO2未反应完,则3.36
L气体应为CO2和O2的混合气体。
答案C
6.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
解析D项中,Ba(OH)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaOH,Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH,消耗了Na2CO3,而且还增加了新的杂质NaOH。
答案D
7.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液,在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则下列有关叙述中正确的是( )
A.只有Na+
B.一定有Na+,也可能含K+
C.既含Na+又含K+
D.可能含有Na+或K+中的一种
解析观察K+的焰色反应时必须透过蓝色钴玻璃,否则易被Na+的黄色火焰掩盖。
答案B
8.已知A是一种金属单质,B显淡黄色,其转化关系如图所示,则C的以下性质错误的是( )
A.溶液呈碱性
B.与澄清石灰水反应产生白色沉淀
C.与足量盐酸反应放出气体
D.受热易分解
解析A是金属,则B是淡黄色的金属氧化物,即B为Na2O2,依次可推知A为Na,C为Na2CO3,D为NaOH;Na2CO3溶液呈碱性,A正确;Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,B正确;Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,C正确;Na2CO3性质稳定,受热不分解,D错误。
答案D
9.A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色,A、B、C、D与盐酸反应均生成E,此外B还生成一种可燃性气体。而C、D还生成一种无色、无味气体H,该气体能使澄清石灰水变浑浊。D和A可反应生成C,F和H也可反应生成C和另一种无色、无味气体。请回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D、E、F的化学式:
A ;B ;C ;?
D;E ;F 。?
(2)写出F和H反应的化学方程式: 。?
(3)写出下列反应的离子方程式。
①D+盐酸: ;?
②B+水: ;?
③D+A: 。?
解析由焰色反应为黄色,且A、B、C、D均与盐酸反应生成E,知E为NaCl,由B还生成可燃性气体知B为Na,由C、D还生成气体H,该气体使澄清石灰水变浑浊知,C、D为Na2CO3和NaHCO3,F和H(CO2)反应生成C和另一种气体,则F为Na2O2、C为Na2CO3,因而D为NaHCO3,D和A反应可生成Na2CO3,则A为NaOH。
答案(1)NaOH Na Na2CO3 NaHCO3 NaCl Na2O2
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
(3)①HC+H+H2O+CO2↑
②2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
③HC+OH-H2O+C
能力提升
1.下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是( )
A.干冰灭火剂
B.水
C.黄沙
D.泡沫灭火剂
解析金属钠着火时,与空气中的氧气反应生成过氧化钠,过氧化钠能与水、二氧化碳反应生成氧气,而干冰灭火器会释放出二氧化碳,泡沫灭火器会释放出CO2和水等,则A、B、D项错误;黄沙不与钠、过氧化钠等反应,因此黄沙可以起到隔绝空气的作用从而灭火,C项正确。
答案C
2.某物质灼烧时焰色反应为黄色,下列判断中正确的是( )
A.该物质一定是钠的化合物
B.该物质一定含钠元素
C.可以确定该物质中不含钾元素
D.该物质一定是金属钠
解析某物质灼烧时焰色为黄色,说明含有钠元素,该物质可能是钠元素的单质,也可能是钠元素的化合物,但是不能确定是否含有钾元素,B项正确。
答案B
3.下列叙述中正确的是( )
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
解析A项,发生反应:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,产物与NaHCO3不反应;B项,发生反应:C+H+HC,不会生成CO2;C项,等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应时,NaHCO3产生的CO2多;D项,向Na2CO3饱和溶液中通入CO2时发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,反应中消耗H2O,且生成的NaHCO3溶解度小、质量多,故NaHCO3会结晶析出。
答案D
4.有两支试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是( )
选项
操 作
判 断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
解析A项中发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项Na2CO3与CaCl2发生反应:Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应;D项逐滴加入盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
答案C
5.将a
g由CO和H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后,将生成的所有产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体增加的质量为( )
A.a
g
B.
g
C.
g
D.
g
解析CO、H2分别与O2反应时的化学方程式:2CO+O22CO2,2H2+O22H2O;CO2、H2O分别与Na2O2反应时的化学方程式:2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O24NaOH+O2↑,由4个化学方程式可得:CO+Na2O2Na2CO3,H2+Na2O22NaOH,因此,CO、H2燃烧时消耗的O2在与Na2O2反应后,又都释放出去,其余的生成物都是固体,所以CO和H2混合物的质量也就是Na2O2固体增加的质量。
答案A
6.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1
g样品加热,其质量变为w2
g,则该样品的纯度(质量分数)是( )
A.
B.
C.
D.
解析
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 减少
2×84
62
x
w1-w2
解得x=,
从而有:w(Na2CO3)=。
答案A
7.“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一玻璃仪器中,经组装来完成原来需要两支或更多普通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点,近年被广泛开发并应用于化学实验中。请观察下列实验装置,分析实验原理,并回答下列问题:
(1)从点燃酒精灯开始,试管及烧杯A、B中能观察到的现象有?? 。?
(2)整个实验结束时,在操作上需要特别注意的问题是 。?
(3)通过该实验可以得出的结论是(结合化学方程式来说明)? 。?
解析(1)气体受热膨胀,所以一开始加热,A、B烧杯中均有气泡冒出,加热一段时间后可看到小试管内有水珠,说明NaHCO3受热分解,同时烧杯B中溶液变浑浊,而烧杯A中无明显变化。
(2)当实验结束时应先将导管从澄清石灰水中取出,防止倒吸。
(3)从图示可以看出NaHCO3受热分解了,而Na2CO3受热没有分解,说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
答案(1)开始两烧杯中均有气泡冒出,加热一段时间后,大试管中无明显变化,小试管内壁上有水珠出现;烧杯A中无明显变化,烧杯B中出现白色浑浊
(2)先把导气管从烧杯中取出,再移去酒精灯
(3)NaHCO3的热稳定性不如Na2CO3强,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
-
6
-第2课时 铝的重要化合物
基础巩固
1.氢氧化铝可作为治疗胃酸过多的内服药,这是利用了氢氧化铝的( )
A.酸性
B.碱性
C.两性
D.氧化性
解析氢氧化铝具有弱碱性,可以用于中和胃酸。
答案B
2.下列物质中既能与稀硫酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是( )
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al
A.③④
B.②③
C.①③④
D.①②③④
解析Al2O3、Al(OH)3、Al都能与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3,都能与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2;NaHCO3与稀硫酸反应生成Na2SO4、CO2和H2O,与氢氧化钠溶液反应生成Na2CO3和H2O。
答案D
3.由Al3+Al(OH)3Al ?Al3+系列变化中, 中应填写的是( )?
A.Al(OH)3
B.AlCl3
C.HCl
D.NaOH
解析由铝及其化合物转化关系可知,在Al中加入过量强酸才能实现转化为Al3+,其中间产物为Al(OH)3。
答案A
4.下列各组中两瓶无标签的无色溶液,不用其他试剂能鉴别出来的一组是( )
A.AlCl3和NaOH
B.NaHCO3和NaOH
C.Na2SO4和BaCl2
D.AgNO3和NaCl
解析将AlCl3逐滴加入NaOH溶液中,开始阶段无沉淀,之后生成沉淀,而将NaOH溶液逐滴加入AlCl3溶液中先产生沉淀,后沉淀溶解,两过程现象不一致,可鉴别,A项正确;B项互滴无明显现象;C、D项互滴现象相同。
答案A
5.镁铝合金溶于适量的盐酸中,再加入过量氢氧化钠溶液,反应后溶液中可能大量存在的离子组是( )
A.Na+、Mg2+、Al3+、Cl-
B.Na+、Al、Cl-、OH-
C.Na+、Mg2+、Al、Cl-
D.Na+、Al3+、Al、Cl-
解析镁铝合金溶于适量的盐酸中,溶液中大量存在的离子有:Mg2+、Al3+、Cl-,加入过量氢氧化钠溶液,则Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀,Al3+转化为Al。
答案B
6.下列离子方程式正确的是( )
A.铝溶于NaOH溶液:2Al+2OH-+H2O2Al+3H2↑
B.向NaAlO2溶液中加入少量盐酸:Al+4H+Al3++2H2O
C.向Al(OH)3沉淀中加入足量盐酸:Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
D.氧化铝溶于足量NaOH溶液:Al2O3+OH-Al+H2O
解析A项中,H、O元素质量不守恒,正确的写法为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑;B项中,向NaAlO2溶液中加入少量盐酸应生成Al(OH)3沉淀,即Al+H2O+H+Al(OH)3↓;D项中,Al2O3与足量NaOH溶液反应,其离子方程式为Al2O3+2OH-2Al+H2O。
答案C
7.已知X是某金属单质,X、A、B、C含同一种元素,可发生如下转化:
(1)写出下列物质的化学式:X ,A ,B ,C 。?
(2)写出以下反应的离子方程式:
② ;?
④ 。?
解析金属单质中既可与酸反应,又可与碱反应的只有Al,X是Al,则A是Al2O3,B是NaAlO2,C是AlCl3。
答案(1)Al Al2O3 NaAlO2 AlCl3
(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
Al2O3+2OH-2Al+H2O
8.在AlCl3溶液中逐滴加入过量的氨水至溶液呈碱性,下列图中能表示该反应产生的沉淀质量W与加入氨水的体积V关系的是( )
解析Al(OH)3不溶于氨水,开始阶段Al(OH)3的质量随氨水体积增大而增大,直到Al3+全部沉淀后,Al(OH)3的质量不再变化,C中图像符合题意。
答案C
9.将物质X的溶液逐渐加入Y溶液中,生成沉淀的物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示。符合图示情况的是( )
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
解析A项,随着NaOH溶液的加入先后发生以下两个反应:Al3++3OH-Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值);Al(OH)3+OH-Al+2H2O(沉淀物质的量由最大值降为0),两个反应中消耗的NaOH物质的量之比为3∶1,与题图不符。
B项,随着AlCl3溶液的加入先后发生以下两个反应:Al3++4OH-Al+2H2O(不产生沉淀);Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值),与题图也不符。
C项,随着盐酸的加入先后发生以下两个反应:H++Al+H2OAl(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值)和3H++Al(OH)3Al3++3H2O(沉淀物质的量由最大值降为0)。两个反应中消耗HCl物质的量之比为1∶3,符合题图。
D项,随着NaAlO2溶液的加入先发生反应:Al+4H+Al3++2H2O(不产生沉淀);待盐酸耗尽发生反应Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值),与题图也不符。
答案C
10.胃酸过多是常见的胃病。下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。
甲:①白色结晶状粉末,可缓缓分解;
②能溶于水,水溶液呈弱碱性;
③遇酸及酸性药物则产生二氧化碳;
④胃酸过多患者服用多见胃胀气,甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。
乙:①与胃酸作用是中和反应,作用缓慢而持久,可维持3~4
h。
②凝胶本身覆盖于溃疡面上,具有保护作用。
③可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。
(1)请你推测,甲中含有的主要化学成分是 (填化学式);乙中含有的主要化学成分是 (填化学式)。?
(2)试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气反应的离子方程式: 。?
(3)试写出乙中含有的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式: 。?
解析根据题目信息对甲、乙性质的描述可知甲为NaHCO3,乙为Al(OH)3,NaHCO3与酸反应的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O,Al(OH)3溶于OH-的离子方程式为Al(OH)3+OH-Al+2H2O。
答案(1)NaHCO3 Al(OH)3
(2)HC+H+H2O+CO2↑
(3)Al(OH)3+OH-Al+2H2O
能力提升
1.(2018海南化学,4)下列化合物中,能与Na2CO3溶液反应生成沉淀且沉淀可溶于NaOH溶液的是( )
A.MgCl2
B.Ca(NO3)2
C.FeSO4
D.AlCl3
解析Mg2+、Ca2+、Fe2+均与C形成碳酸盐沉淀,这些沉淀不能溶于NaOH溶液,A、B、C项错误;Al3+与C水解相互促进,生成Al(OH)3沉淀:2Al3++3C+3H2O2Al(OH)3↓+3CO2↑,Al(OH)3是两性氢氧化物,能够溶于NaOH溶液:Al(OH)3+OH-Al+2H2O,D项正确。
答案D
2.将NaOH溶液逐滴加入到用盐酸酸化的AlCl3溶液中,若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量,x轴表示NaOH溶液的体积,下列图像正确的是( )
解析当溶液中有H+、Al3+时,加入的OH-先与H+反应,后与Al3+反应:H++OH-H2O,Al3++3OH-Al(OH)3↓,故开始加入NaOH溶液时,无沉淀产生,随着NaOH量的增加,沉淀的量也逐渐增加,当NaOH溶液加入到一定量时,沉淀量达到最大值,再加入NaOH溶液,沉淀开始溶解:Al(OH)3+OH-Al+2H2O。生成沉淀与溶解沉淀所需NaOH溶液的体积比为3∶1。综上所述,D项的图像符合题意。
答案D
3.下列各组物质相混合后,可生成a
mol沉淀的是( )
A.含a
mol
NaAlO2的溶液与含a
mol
AlCl3的溶液
B.含有a
mol
NaAlO2的溶液通入a
mol
CO2
C.含a
mol
AlCl3的溶液与含2a
mol
Ba(OH)2的溶液
D.含a
mol
AlCl3的溶液与含a
mol
NaOH的溶液
解析A组中反应:
3NaAlO2+AlCl3+6H2O4Al(OH)3↓+3NaCl
a
mol
a
mol
a
mol
B组中反应:
NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3
a
mol
a
mol
a
mol
C组中反应:
2AlCl3+4Ba(OH)2Ba(AlO2)2+3BaCl2+4H2O
a
mol
2a
mol
D组中反应:
AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl
a
mol
a
mol
mol
答案B
4.如图表示在某溶液中滴加Ba(OH)2溶液时,沉淀的物质的量随Ba(OH)2的物质的量的变化关系,该溶液的成分可能是( )
A.MgSO4
B.KAl(SO4)2
C.Al2(SO4)3
D.NaAlO2
解析A项,MgSO4+Ba(OH)2BaSO4↓+Mg(OH)2↓,沉淀不会减少,错误;B项,n[Al(OH)3]∶n(BaSO4)=1∶2,不符合图像,错误;C项,n[Al(OH)3]∶n(BaSO4)=2∶3,符合图像,正确;D项,NaAlO2与Ba(OH)2不反应,错误。
答案C
5.A、B、C是单质,其中A是金属,B、C是气体,各种物质间的转化关系如图:
根据图示转化关系回答:
(1)写出下列物质的化学式:
A ,B ,乙 ,丁 。?
(2)写出下列反应的化学方程式:
①A与NaOH溶液反应的化学方程式:? 。?
②甲与NaOH溶液反应的离子方程式:? 。?
解析常见金属单质中能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al,所以A是Al,乙是NaAlO2,C是H2,甲是Al的化合物,可与NaOH溶液反应产生NaAlO2,可能是Al2O3,则丙是H2O,B是O2,所以甲一定是Al2O3;根据NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3↓得丁是Al(OH)3。
答案(1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3
(2)①2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
②Al2O3+2OH-2Al+H2O
6.将一定质量的镁铝合金投入一定浓度的100
mL盐酸中,使合金全部溶解,向所得溶液中滴加5.0
mol·L-1的NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。
试求:(1)原合金中铝的质量分数。
(2)盐酸中HCl的物质的量浓度。
解析(1)由图像知m[Mg(OH)2]=11.6
g,m[Al(OH)3]=(19.4-11.6)
g=7.8
g,则铝的质量分数为w(Al)=×100%=×100%=36%
(2)n[Al(OH)3]=7.8
g÷78
g·mol-1=0.1
mol,由Al(OH)3+OH-Al+2H2O知,溶解Al(OH)3所需要的NaOH的物质的量为0.1
mol;由图像知沉淀达到最大值时,溶液中的溶质只有NaCl,即此时n(HCl)=n(NaOH)=0.180
L×5.0
mol·L-1-0.1
mol=0.8
mol,则c(HCl)=0.8
mol÷0.1
L=8.0
mol·L-1。
答案(1)36%
(2)8.0
mol·L-1
-
7
-第3课时 铁的重要化合物
基础巩固
1.有关铁的氧化物的说法正确的是( )
A.Fe3O4是黑色固体,有磁性
B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸
C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同
解析Fe2O3能溶于酸,B错误;FeO是碱性氧化物,但不能与H2O反应生成Fe(OH)2,C错误;FeO中铁的化合价为+2价、Fe2O3中铁的化合价为+3价、Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,D错误。
答案A
2.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入( )
A.NaOH溶液
B.铁片
C.KSCN溶液
D.石蕊溶液
解析Fe2+易被氧化为Fe3+,可用KSCN溶液检验是否存在Fe3+。
答案C
3.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④
B.③②①④
C.③①②④
D.①②③④
解析①钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2;②FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色Fe(OH)3;③FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3;④CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。
答案B
4.下列物质不能通过化合反应得到的是( )
A.Fe(OH)2
B.Fe(OH)3
C.FeCl2
D.FeCl3
解析亚铁盐与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2,不能通过化合反应生成,A项符合题意;Fe(OH)3可以通过化合反应实现,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,B项不符合题意;铁与氯化铁反应生成氯化亚铁,属于化合反应,C项不符合题意;铁和氯气在加热时可生成FeCl3,可以通过化合反应生成,D项不符合题意。
答案A
5.将铁粉放入盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中,充分反应后,铁粉有剩余,则此时溶液中含有的大量阳离子是( )
A.Cu2+和Fe2+
B.Fe2+和Mg2+
C.Fe3+和Fe2+
D.H+和Cu2+
解析混合溶液中加入铁粉依次发生如下反应:2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu、2H++FeFe2++H2↑,由于铁粉有剩余,故此时溶液中阳离子主要有Mg2+和Fe2+。
答案B
6.将过量的Na2O2投入FeCl2溶液中,可观察到的现象是( )
A.有白色沉淀生成
B.有红褐色沉淀生成
C.溶液由浅绿色变为黄色
D.不可能有无色气体产生
解析Na2O2能把Fe2+氧化成Fe3+,Na2O2又与H2O反应生成NaOH和O2,故可生成红褐色沉淀。
答案B
7.下列关于氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是( )
A.氢氧化亚铁易被空气氧化
B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C.可利用如图所示装置制备氢氧化亚铁
D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
解析氢氧化亚铁(纯净的)是白色絮状沉淀,在空气中易被氧气氧化,B项错误;实验室可利用亚铁盐溶液与碱溶液反应制备氢氧化亚铁,例如用FeSO4溶液与NaOH溶液反应来制备Fe(OH)2,为了防止Fe(OH)2被空气中的氧气氧化,所用氢氧化钠溶液应预先煮沸将氧气排出,然后利用题给装置制备Fe(OH)2,且滴加NaOH溶液的胶头滴管应插入FeSO4溶液中,当制得的Fe(OH)2部分被氧化时,沉淀呈灰绿色。故A、C、D三项均正确。
答案B
8.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂
选项
甲 组
乙 组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
解析甲组,在Fe3+存在的条件下,检验Fe2+,要排除Fe3+干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是Fe3+不反应,不干扰Fe2+的检验。酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。
答案B
9.将1.12
g铁粉加入到25
mL
2
mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色
C.Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
解析n(Fe)=0.02
mol,n(FeCl3)=0.05
mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01
mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+
0.06
mol;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2。
答案C
10.将铁粉投入盛有Cu2+、Ag+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是 ,若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是 ,若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子还有 。?
解析溶液中三种离子的氧化性由强到弱的顺序是Ag+>Fe3+>Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与氧化性弱的离子反应,离子方程式依次为①Fe+2Ag+Fe2++2Ag,②Fe+2Fe3+3Fe2+,③Fe+Cu2+Fe2++Cu。当Fe剩余时,溶液中Ag+、Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应①,是否发生反应②③不确定,故溶液中一定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应①②③已进行完全,则Ag+、Fe3+均不会存在。
答案Ag+、Fe3+、Cu2+ Fe2+ Ag+、Fe3+
11.今有:①铁粉、②溴水、③NaOH溶液、④酸性高锰酸钾溶液、⑤KSCN溶液。用代表它们的序号填空:
(1)与FeCl3溶液反应溶液变红色的是 。?
(2)与FeCl3溶液反应产生红褐色沉淀的是 。反应的离子方程式为 。?
(3)能将FeCl3转化为FeCl2的是 。反应的离子方程式为 。?
解析由题给试剂可知,与FeCl3溶液反应溶液变红色的为⑤,产生红褐色沉淀的为③,能将FeCl3还原为FeCl2的为①。
答案(1)⑤ (2)③ Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ (3)① 2Fe3++Fe3Fe2+
12.将Fe和Fe2O3的混合物15
g加入150
mL稀硫酸中,生成标准状况下的H2
1.68
L,同时Fe和Fe2O3均无剩余,向溶液中加入KSCN溶液,未见颜色变化。为中和过量的硫酸,且使Fe全部转化为Fe(OH)2,共消耗3
mol·L-1
NaOH溶液200
mL。原硫酸的物质的量浓度为 。?
解析本题涉及的反应非常繁杂,数据又多,若用常规方法很难解答。可以采用整体分析法(也叫终态法或终态分析法,实质为守恒法)——根据题意,反应终了溶液中的溶质只有Na2SO4,根据溶液中的电荷守恒,有:n(Na+)=2n(S),即:n(S)==3
mol·L-1×0.2
L÷2=0.3
mol,c(H2SO4)==2
mol·L-1。
答案2
mol·L-1
能力提升
1.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁钉只作还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
解析实验①中铁钉作还原剂,氧化性:Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知,氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正确,B、C、D错误。
答案A
2.a
g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液恰好完全反应后,得到a
g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( )
A.7∶1
B.1∶7
C.7∶8
D.8∶7
解析设参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量分别为x、y。
Fe+Cu2+Fe2++Cu
x
x
x
Fe+
2H+Fe2++
H2↑
y
2y
由题意得:56(x+y)=64x
解得:x∶y=7∶1
答案A
3.下列各图示中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
解析C项,由于液面上方没有采取隔离措施,因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
答案C
4.向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100
mL
1
mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出标准状况下的气体224
mL,在溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同量的此混合物,能得到铁的质量为( )
A.11.2
g
B.5.6
g
C.2.8
g
D.无法计算
解析根据题意可得,恰好反应后溶液中只存在FeCl2,根据元素守恒可建立关系式:n(Fe)=n(Fe2+)=n(Cl-)=n(HCl)=×0.1
L×1
mol·L-1=0.05
mol,m(Fe)=0.05
mol×56
g·mol-1=2.8
g。
答案C
5.某化学实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三种金属离子,甲同学设计了如下图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境。据此分析,下列说法正确的是( )
A.沉淀A中含有2种金属单质
B.可用KSCN溶液来检验溶液B中所含的金属离子
C.溶液A若只经过操作③最终将无法得到沉淀C
D.操作①②③中都需要用到玻璃棒、漏斗
解析废液中含有Fe3+、Cu2+、Ag+三种金属离子,加入过量的铁粉后,Fe3+被还原为Fe2+,Cu2+被还原成金属铜,Ag+被还原生成银,所以操作①得到的沉淀中含有金属铜、银和过量的铁,A项错误;溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,因为Fe3+遇SCN-发生反应:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,溶液呈红色,所以溶液中滴入KSCN溶液后变红,说明该溶液中含有Fe3+,检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是KSCN溶液,B项正确;溶液A含Fe2+,加入碱生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,易被氧化生成氢氧化铁,C项错误;操作②是加入过量的过氧化氢溶液,目的是将亚铁离子氧化为铁离子,不需要漏斗,D项错误。
答案B
6.从元素化合价和物质类别两个角度研究物质的性质,是一种行之有效的方法。以下是含铁元素的物质的二维图的部分信息。
(1)分别写出X、Y的化学式 、 。?
(2)写出FeO与稀硫酸反应的化学方程式: 。?
(3)FeCl2既具有氧化性也具有还原性,分别写出体现其氧化性、还原性反应的离子方程式。
性质
离子方程式
氧化性
(一个即可)?
还原性
(一个即可)?
(4)某同学预测Fe3+可以与S2-发生反应,为验证预测,他结合资料信息,选择了两种试剂进行实验,确认了反应的发生。
资料:部分硫化物的溶解性表(室温)
阴离子
阳离子
S2-
Na+
溶
Fe3+
不
Fe2+
不
选取的试剂是 和 ;可能发生的两种不同原理的反应的离子方程式是 、 。?
解析(1)由图可知Fe的化合价有+2、+3价,则X的化学式为Fe2O3,Y的化学式为Fe(OH)2。
(2)FeO与稀硫酸反应的化学方程式为FeO+H2SO4FeSO4+H2O。
(3)FeCl2既具有氧化性也具有还原性,在Zn+Fe2+Zn2++Fe这个反应中,Fe2+表现氧化性;在2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-反应中Fe2+表现还原性。所以FeCl2既有氧化性又有还原性。
(4)预测Fe3+可以与S2-发生反应,可以通过FeCl3和Na2S反应,可能发生反应的离子方程式为2Fe3++3S2-Fe2S3↓;2Fe3++S2-2Fe2++S↓或者2Fe3++3S2-2FeS+S↓。
答案(1)Fe2O3 Fe(OH)2
(2)FeO+H2SO4FeSO4+H2O
(3)Zn+Fe2+Zn2++Fe 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(合理即可)
(4)FeCl3 Na2S 2Fe3++3S2-Fe2S3↓ 2Fe3++S2-2Fe2++S↓或者2Fe3++3S2-2FeS+S↓
-
8
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本章整合
复习回顾本章所学内容,完善下列知识网,熟练掌握本章的知识结构。
强化点一
强化点二
金属及其化合物推断题常见的突破点归纳
典例1
某混合物A,含有Al2(SO4)3、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的变化。
?
请回答下列问题。
(1)图中涉及分离溶液与沉淀的方法是 。?
(2)B、C、D、E四种物质的化学式为:
B 、C 、D 、E 。?
(3)沉淀F与NaOH溶液反应的离子方程式为 。?
沉淀E与稀硫酸反应的离子方程式为 。?
溶液G与过量稀氨水反应的化学方程式为?
。?
强化点一
强化点二
答案:(1)过滤
(2)Al2O3 Fe2O3 NaAlO2 Al(OH)3
(3)Al2O3+2OH-==2
+H2O
Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
强化点一
强化点二
金属及其化合物推断题中常见有色现象及物质
(1)焰色反应:Na+(黄色)、K+(紫色)
(2)有色溶液。
强化点一
强化点二
(3)有色固体。
红色:Cu、Fe2O3(红棕色)
红褐色:Fe(OH)3
绿色:Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O
蓝色:Cu(OH)2、CuSO4·5H2O
黑色:CuO、FeO、MnO2、炭黑、Fe3O4
浅黄色:Na2O2、AgBr、S
白色:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2
强化点一
强化点二
镁、铝氢氧化物沉淀的图像分析
典例2
在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图正确的是
( )
强化点一
强化点二
解析:向硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液,发生的反应有:
Mg2++2OH-==Mg(OH)2↓,Al3++3OH-==Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-==
+2H2O。即加入NaOH溶液后,Mg2+、Al3+分别生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀,待沉淀完全后,再加入NaOH溶液时,Mg(OH)2不变,而Al(OH)3不断溶解,最后完全变为
。综上所述,沉淀物的变化趋势是先增加,然后减少,到某一时刻开始保持不变。
答案:C
强化点一
强化点二
Al(OH)3沉淀的图像
1
2
3
4
5
1.若18
g某金属与足量盐酸充分反应,放出22.4
L(标准状况)H2,则该金属是( )
A.Al
B.Mg
C.Fe
D.Zn
解析:本题可用电子守恒求解,生成22.4
L(标准状况)H2,即1
mol
H2时,转移电子2
mol,说明与盐酸反应时18
g金属失去2
mol电子,题给四种金属失去2
mol电子所需的质量分别为Al
18
g、Mg
24
g、Fe
56
g、Zn
65
g。
答案:A
6
1
2
3
4
5
6
2.下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的物质的量(X)之间的关系正确的是( )
A.甲:向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B.乙:向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C.丙:向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
D.丁:向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
答案:C
1
2
3
4
5
6
3.将FeCl3、AlCl3两种固体混合物溶于足量水后加入一定量的NaOH溶液,产生1.07
g红褐色沉淀,再向所得浊液中逐滴滴加1.00
mol·L-1HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的质量的关系如图所示,试回答:
?
(1)A点时沉淀物的化学式为 ,理由是 。?
(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式: 。?
(3)原混合物中AlCl3的质量是
g,FeCl3的质量是
g。
(4)C点HCl溶液的体积为
mL。?
1
2
3
4
5
6
解析:(3)AB段消耗的n(HCl)=(0.03
L-0.01
L)×1.00
mol·L-1=0.02
mol,由反应NaAlO2+HCl+H2O==NaCl+Al(OH)3↓知n(NaAlO2)=
n(HCl)=0.02
mol,则n(AlCl3)=0.02
mol,m(AlCl3)=0.02
mol×133.5
g·
mol-1=2.67
g。n(FeCl3)=n[Fe(OH)3]=0.01
mol,m(FeCl3)=0.01
mol×162.5
g·
mol-1=1.625
g。
答案:(1)Fe(OH)3 NaOH过量
(2)
+H++H2O==Al(OH)3↓
(3)2.67 1.625 (4)120.0
1
2
3
4
5
6
4.下列图示中,A为一种常见的单质,B、C、D、E是含A元素的常见化合物,它们的焰色均为黄色。
?
填写下列空白:
(1)写出化学式:A ,B ,D 。?
(2)以上反应中属于氧化还原反应的有 (填序号)。?
(3)写出反应⑤的离子方程式: 。?
写出反应⑥的化学方程式: 。?
1
2
3
4
5
6
解析:A单质及A的化合物焰色均为黄色,则A为钠单质,结合图中信息可知B为Na2O2,C为NaOH,D为Na2CO3,E为NaHCO3。
答案:(1)Na Na2O2 Na2CO3
(2)①②③④
1
2
3
4
5
6
5.A~I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)。已知:A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种元素。
1
2
3
4
5
6
(1)写出下列物质的化学式:
E ,F ,J 。?
(2)写出下列反应的化学方程式:
①
;?
②
。?
(3)写出反应③④⑤的离子方程式(各写一例):
③
;?
④
;?
⑤
。?
1
2
3
4
5
6
解析:C与NaOH溶液反应得E,D与氨水反应得F,且E在空气中转变为F,结合学过的Fe(OH)2到Fe(OH)3的转化,推测E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3。又因A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种元素,B与稀盐酸反应生成C和D,故C为FeCl2,D为FeCl3。B中含铁元素,且铁元素存在+2价和+3价,所以B为Fe3O4,A为Fe。G能电解,且与NaOH溶液能反应生成J,所以G为Al2O3,反应①为铝置换出铁的铝热反应。
答案:(1)Fe(OH)2 Fe(OH)3 NaAlO2
(2)①3Fe3O4+8Al
9Fe+4Al2O3
②Fe3O4+8HCl==FeCl2+2FeCl3+4H2O
(3)③2Fe3++Fe==3Fe2+ ④2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-(③④写其他合理答案均可) ⑤Al2O3+2OH-==2
+H2O
1
2
3
4
5
6
6.将3.84
g
Fe和Fe2O3的混合物溶于120
mL的盐酸中,刚好完全反应,生成0.03
mol
H2,若向反应后的溶液中滴加KSCN溶液无红色出现,且溶液体积不变,试求:
(1)原混合物中Fe2O3和Fe的质量分别为多少?
(2)原盐酸中溶质的物质的量浓度。
1
2
3
4
5
6
解析:(1)设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x、y。
Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O
y
2y
Fe+2Fe3+==3Fe2+
y
2y
Fe+2H+==Fe2++H2↑
x-y
x-y
解得x=0.04
mol,y=0.01
mol
故m(Fe)=0.04
mol×56
g·
mol-1=2.24
g
m(Fe2O3)=0.01
mol×160
g·
mol-1=1.6
g
(2)HCl最终全部转化为FeCl2,由氯原子守恒知n(HCl)=2n(FeCl2)
=2[n(Fe)+2n(Fe2O3)]=2×0.06
mol=0.12
mol,c(HCl)=n(HCl)÷
V[HCl(aq)]=0.12
mol÷0.12
L=1
mol·L-1。
答案:(1)Fe 2.24
g Fe2O3 1.6
g
(2)1
mol·L-1(共18张PPT)
第1课时 金属与非金属的反应
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.金属活动性顺序:K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au。
2.写出下列反应的化学方程式:
(1)铁与氧气:3Fe+2O2
Fe3O4。
(2)铁与稀盐酸:Fe+2HCl==FeCl2+H2↑。
(3)铁与稀硫酸:Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑。
(4)铁与硫酸铜溶液:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu。
在上述四个反应中,铁的共同之处是失电子、被氧化。
知识铺垫
新知预习
自主测试
一、金属的存在及通性
1.金属在自然界中的存在
(1)自然界中绝大多数金属元素的存在形态是化合态。
(2)地壳中含量占据前两位的金属元素是铝和铁。
2.物理通性
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.化学通性
(1)金属的原子结构与化学性质:
①画出钠、镁、铝的原子结构示意图:
②金属的原子结构与化学性质的关系:
知识铺垫
新知预习
自主测试
(2)写出下列反应的化学方程式:
①镁条燃烧:2Mg+O2
2MgO;
②镁条与稀盐酸反应:Mg+2HCl==MgCl2+H2↑;
③铝丝与硫酸铜溶液反应:2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu;
④铜丝与硝酸银溶液反应:Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag。
知识铺垫
新知预习
自主测试
二、金属与非金属的反应
1.钠与氧气的反应
(1)钠的物理性质:银白色固体、质软、硬度小、熔点低。
(2)常温下钠与氧气的反应:将金属钠露置于空气中,其表面迅速变暗,失去金属光泽,化学方程式为4Na+O2==2Na2O。
(3)钠在加热或点燃条件下与氧气反应的化学方程式为:
2Na+O2
Na2O2。
2.铝与氧气的反应
(1)现象:常温下,铝表面形成致密的氧化膜。加热条件下,
铝箔熔化,失去金属光泽,但熔化的铝并不滴落。
(2)化学方程式:4Al+3O2
2Al2O3。
3.金属与Cl2、S的反应
金属与Cl2、S等物质反应生成相应的氯化物、硫化物等。
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)金属都具有银白色金属光泽,且易导电,易传热
( )
(2)1
mol
Na与足量氧气反应,转移的电子数为NA( )
(3)钠与FeCl3溶液反应可产生红褐色沉淀和无色气体( )
(4)铁与稀硫酸反应的离子方程式为2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑( )
答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.下列性质属于钠的性质,不属于铝的性质的是
( )
A.与氧气反应
B.与氯气反应
C.与硫反应
D.质软、密度比水小
答案:D
探究金属与非金属的反应
知识归纳
1.钠为什么要保存在煤油中?
答案:因为钠很活泼,易与空气中的氧气等发生反应。
2.铝为活泼金属,但是为什么常温下可以“稳定”存在,而不会像铁那样出现生锈现象?
答案:铝的性质非常活泼,常温下与氧气反应生成致密的氧化物保护膜,阻止了内层铝与氧气的继续反应。
3.钠与氧气在不同条件下生成的产物有何不同?写出反应的化学方程式,并用双线桥法标明电子转移的方向和数目。
答案:钠与氧气常温下反应生成Na2O,加热或点燃条件下反应生成Na2O2。
4.钠在空气中加热有何现象?
答案:熔化成小球,发出黄色火焰,生成淡黄色固体。
思维建模
1.金属与非金属的反应
O2、Cl2、S等活泼非金属可以把金属氧化,得到金属氧化物、氯化物和硫化物。其中对于变价元素Fe、Cu,当氧化剂为Cl2时,生成相应的高价化合物;当氧化剂为S时,生成相应的低价化合物。
2.镁、铝、铁与氧气在加热条件下反应的现象
(1)镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光;
(2)铝箔在空气中受热熔化,但熔化的铝并不滴落;
(3)铁在纯氧中燃烧,火星四射,生成黑色固体。
3.金属钠露置在空气中的变化过程
(1)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象如下图所示:
(2)主要反应的化学方程式:
①4Na+O2==2Na2O
②Na2O+H2O==2NaOH
③2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
④Na2CO3+10H2O==Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O==Na2CO3+10H2O
典例剖析
典例下列有关金属性质的叙述正确的是( )
A.钠与氧气反应时,产物是由O2的用量决定的
B.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
C.金属与非金属发生反应时,被氧化的一定是金属
D.铁丝不论在空气中还是纯氧中都不会燃烧
解析:A项,钠与氧气反应的产物因反应条件不同而不同,错误;B项,铝箔不能在空气中燃烧,错误;D项,铁丝能在纯氧中燃烧,错误。
答案:C
变式训练下列关于钠、铝与氧气反应的叙述不正确的是( )
A.钠在常温下就容易被氧化
B.钠在空气中燃烧时发出黄色的火焰
C.铝箔在空气中受热熔化,但不滴落
D.铝外层的氧化铝致密,故受热时铝也不与氧气反应
解析:钠在空气中易被氧化生成Na2O,A项正确;钠燃烧时的火焰显黄色,B项正确;铝箔受热熔化,但氧化铝的熔点比铝的高,故熔化的铝并不滴落,C项正确;受热时铝在氧气中剧烈燃烧生成氧化铝,D项错误。
答案:D
1
2
3
4
1.下列关于金属的叙述正确的是( )
A.所有的金属都是固态的
B.金属一般具有导电性、导热性和延展性
C.金属单质在化学反应中化合价一定升高,作氧化剂
D.金属元素在自然界中都是以化合态存在的
解析:大多数金属在常温下为固体,个别金属如汞为液态,A项错误;金属一般易导电、导热,有延展性,B项正确;金属单质只能失电子,化合价升高,作还原剂,C项错误;绝大多数金属元素在自然界中都是以化合态存在的,极少数化学性质不活泼的金属以游离态存在,如Au等,D项错误。
答案:B
1
2
3
4
2.小兰家中收藏了一件清末的铝制工艺品,该工艺品至今仍保存完好。该工艺品仍未锈蚀的主要原因是( )
A.铝不易发生化学反应
B.铝的氧化物易发生还原反应
C.铝不易被氧化
D.铝易被氧化,但氧化铝具有保护内部铝的作用
解析:铝制品在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密而稳定的氧化铝(Al2O3)薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。
答案:D
1
2
3
4
3.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察实验现象,以下描述正确的是( )
①金属钠先熔化
②在空气中燃烧,放出红色火花
③燃烧后得白色固体
④燃烧时火焰为黄色
⑤燃烧后生成浅黄色固体物质
A.①②
B.①②③
C.①④
D.①④⑤
解析:钠的熔点只有97.8
℃,受热时可熔化,它是一种很活泼的金属,受热时与O2化合生成Na2O2,Na2O2呈淡黄色。
答案:D
1
2
3
4
4.一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是( )
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体 ④变成液体
A.①②③④
B.②③④①
C.②③①④
D.③②④①
解析:钠在空气中发生如下变化:Na→Na2O→NaOH→
Na2CO3·10H2O→Na2CO3。反应现象为钠由银白色变暗,之后变成白色固体(NaOH),白色固体潮解变成液体,与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O),最后晶体风化,变成白色粉末(Na2CO3)。
答案:B(共23张PPT)
第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.实验室将少量金属钠保存在煤油中,金属钠长期暴露在空气中最终生成Na2CO3。
2.铁丝伸入硫酸铜溶液中,发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+==Fe2++Cu,该反应属于置换反应(填基本反应类型)。
知识铺垫
新知预习
自主测试
一、金属与酸和水的反应
1.金属与酸的反应
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.金属与水的反应
(1)钠与水的反应:
①反应现象及解释
知识铺垫
新知预习
自主测试
(2)铁与水的反应:通常铁与冷水和热水均不反应,但铁可与水蒸气反应。
知识铺垫
新知预习
自主测试
二、铝与氢氧化钠溶液的反应
铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.钠与水的反应现象与钠的下列性质无关的是( )
A.钠的熔点较低
B.钠的密度比水的小
C.钠的硬度小
D.钠有很强的还原性
解析:钠与水反应的现象可归纳为“浮”“熔”“游”“响”“红”,其中“浮”说明钠的密度比水的小,“熔”说明钠的熔点低,“游”“响”说明钠与水反应剧烈,钠具有很强的还原性,无法证明钠的硬度大小。
答案:C
2.在天平的左、右两个托盘上放有两个烧杯,两个烧杯中分别盛有相同物质的量溶质的盐酸和氢氧化钠溶液,天平处于平衡状态,当分别向两烧杯中加入等质量的铝(铝是足量的)充分反应后( )
A.天平保持平衡
B.左高右低
C.左低右高
D.无法确定
答案:C
钠与水及水溶液的反应
问题探究
1.若将Na分别投入盐酸和水中,则Na与稀盐酸反应和Na与水反应哪个更剧烈?为什么?
答案:Na与稀盐酸的反应比Na与水的反应更加剧烈。因为钠与水反应的实质就是钠与水电离出的H+发生氧化还原反应,盐酸中H+的浓度比水电离出的H+的浓度大,因此反应更剧烈。
2.将钠投入氯化铜溶液中,钠能否置换出铜?为什么?产生什么实验现象?写出相关反应的离子方程式。
答案:不能;钠的性质活泼,先与水剧烈反应。
实验现象:钠在液面上四处游动,逐渐熔化成小球,最终消失,溶液中产生蓝色沉淀。
探究一
探究二
探究一
探究二
3.通过比较钠与水反应、铁与水蒸气反应的条件,你能判断出钠和铁谁更活泼吗?
答案:钠可与冷水剧烈反应,铁与水蒸气在高温下反应,说明钠比铁活泼。
探究一
探究二
知识归纳
1.钠与酸、碱、盐溶液反应的实质
2.钠不能从盐溶液中置换出金属,若盐为熔融状态,则可以置换出比较不活泼的金属,如4Na+TiCl4
Ti+4NaCl。
探究一
探究二
典例剖析
典例1
将适量金属钠投入到下列物质的溶液中,有气体放出,但无沉淀生成的是( )
A.HCl
B.饱和NaOH溶液
C.FeCl3
D.CuSO4
解析:钠与水溶液反应均放出氢气。A项发生的反应为2Na+2HCl==2NaCl+H2↑,只有气体放出,无沉淀生成;B项中NaOH溶液是饱和溶液,投入钠后,消耗水,析出氢氧化钠晶体;C项中钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀;D项中钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。
答案:A
探究一
探究二
变式训练1将一小粒钠投入到盛有硫酸铜溶液的小烧杯中,不可能观察到的现象是( )
A.溶液中出现蓝色絮状沉淀
B.钠粒熔成小球浮在水面四处游动
C.有气体产生
D.有红色的铜被置换出来
解析:钠与硫酸铜溶液反应时不能置换出金属铜,而是先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠又与硫酸铜反应,生成蓝色絮状沉淀,故D项中的现象不可能观察到。
答案:D
探究一
探究二
铝与酸、碱溶液的反应
问题探究
1.如何除去Mg粉中混有的Al粉?
答案:加入氢氧化钠溶液,过滤。
2.铝与盐酸反应时,1
mol
Al完全反应生成H2的物质的量是多少?
答案:1.5
mol
3.铝与氢氧化钠溶液反应,氧化剂是哪种物质?1
mol铝与足量氢氧化钠溶液反应生成氢气的物质的量是多少?
答案:H2O;1.5
mol
4.等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,生成氢气的物质的量之比是多少?消耗HCl、NaOH的物质的量之比是多少?
答案:1∶1;3∶1
探究一
探究二
知识归纳
1.铝与酸、碱、盐溶液反应的实质
探究一
探究二
2.铝与盐酸或氢氧化钠溶液反应中四种“量”的关系
(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,消耗HCl和氢氧化钠的物质的量之比为3∶1。
(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1∶1。
(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生H2的体积比为1∶3。
(4)特殊情况分析:若产生的氢气的体积比为
,则必定是铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
探究一
探究二
典例剖析
典例2甲、乙两烧杯中分别盛有100
mL
3
mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2,则加入的铝粉质量为( )
A.5.4
g
B.3.6
g
C.2.7
g
D.1.8
g
解析:由2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2
+3H2↑可知,若两份等质量的Al都完全反应时,生成H2的量相等,消耗HCl与NaOH的物质的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3
mol,且已知生成H2的体积比为1∶2,所以发生反应时分别为HCl不足,Al过量;NaOH过量,Al不足。与0.3
mol
HCl完全反应的Al的质量为2.7
g,则由生成H2的体积比为1∶2可知,反应的Al的质量之比也为1∶2,即与NaOH溶液反应的Al的质量为5.4
g。
答案:A
探究一
探究二
变式训练2称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量比为( )
A.1∶1
B.2∶3
C.3∶2
D.1∶6
解析:铝与盐酸、烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑,因为盐酸和烧碱都是足量的,铝粉将全部参加反应,当生成等体积气体时消耗铝的质量相同。
答案:A
1
2
3
4
5
1.铁在高温条件下分别与O2、水蒸气反应的产物中都有
( )
A.FeO
B.Fe2O3
C.Fe3O4
D.Fe(OH)2
解析:铁在氧气中点燃生成Fe3O4,铁与H2O(g)在高温下反应也生成Fe3O4。
答案:C
1
2
3
4
5
2.下列说法正确的是( )
A.Fe比Al活泼
B.Fe与盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑
C.铁在溶液中可置换出铜
D.Fe不与H2O反应
解析:在金属活动性顺序中Al排在Fe的前面,故Al比Fe活泼;Fe与盐酸反应的离子方程式应为Fe+2H+==Fe2++H2↑;铁可置换出铜的盐溶液中的铜,离子方程式为Fe+CuSO4==FeSO4+Cu;Fe在高温下可以与H2O(g)发生反应而生成Fe3O4和H2。
答案:C
1
2
3
4
5
3.把一小块钠投入到硫酸铜溶液中,下列物质中不是该反应生成物的是( )
A.Cu
B.Cu(OH)2
C.H2
D.Na2SO4
解析:将钠投入CuSO4溶液中时,钠首先与水反应:2Na+2H2O==
2NaOH+H2↑,生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应:CuSO4+
2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应中不可能生成铜。
答案:A
1
2
3
4
5
4.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.钠与冷水反应:Na+2H2O==Na++2OH-+H2↑
B.金属铝溶于氢氧化钠溶液中:Al+2OH-==
+H2↑
C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+==2Al3++3H2↑
D.钠与稀盐酸反应:Na+2H+==Na++H2↑
解析:钠与冷水反应的离子方程式为2Na+2H2O==2Na++2OH-+H2↑,铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O==2
+3H2↑,D项电荷不守恒。
答案:C
1
2
3
4
5
5.(1)等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应产生氢气的物质的量之比为
。?
(2)与足量盐酸反应后产生H2的物质的量相同,则所加入Na、Mg、Al三种金属的质量之比为
。?
解析:有关反应的化学方程式为2Na+2HCl==2NaCl+H2↑、Mg+2HCl==MgCl2+H2↑、2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑。
(1)等物质的量的金属生成氢气关系为:
答案:(1)1∶2∶3 (2)23∶12∶9(共25张PPT)
第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.在化学变化前后,原子的种类和个数都保持不变,所以任何化学反应都遵循质量守恒定律。
2.
46
g钠和足量的水反应,则生成H2的质量为2
g,即2
mol钠和足量的水反应,生成H2的物质的量为1
mol,在标准状况下,其体积为22.4
L。?
知识铺垫
新知预习
自主测试
一、物质的量在化学方程式计算中的应用
以钠与水的反应为例:
2Na + 2H2O==2NaOH+H2↑
化学计量数
2
2
2
1
扩大NA倍
2×NA
2×NA
2×NA
1×NA
物质的量
2
mol
2
mol
2
mol
1
mol
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比=参加反应的物质的微粒个数之比=参加反应的物质的物质的量之比=参加反应的物质的气体体积(相同状况)之比。
知识铺垫
新知预习
自主测试
二、根据化学方程式进行计算的基本步骤
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.对于反应:2A(g)+2B(g)==3C(g)+D(g),化学计量数之比与下列各项不一定相等的是( )
A.分子数之比
B.物质的量之比
C.质量之比
D.体积之比(相同条件)
答案:C
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.标准状况下,3.25
g锌与足量的盐酸反应生成a
L氢气,下列对应关系正确的是( )
A.Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
1
mol
1
mol
3.25
g
a
L
B.Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
65
g
1
L
3.25
g
a
L
C.Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
1
mol
22.4
L
0.05
mol
a
L
D.Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
65
g
2
g
3.25
g
a
L
知识铺垫
新知预习
自主测试
解析:根据化学方程式计算时必须满足“上下一致,左右相当”。
答案:C
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.向500
mL
NaOH溶液中投入10.8
g
Al,二者恰好完全反应,试计算:
(1)Al的物质的量;
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度;
(3)在标准状况下生成H2的体积。
知识铺垫
新知预习
自主测试
解析:(1)Al的摩尔质量是27
g·mol-1,
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n。
2Al + 2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
2
2
0.4
mol
n
知识铺垫
新知预习
自主测试
(3)设在标准状况下生成H2的体积是V。
2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
2
mol
3×22.4
L
0.4
mol
V
答案:(1)0.4
mol
(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4
mol,溶液中NaOH的物质的量浓度是0.8
mol·L-1。
(3)13.44
L
探究物质的量应用于化学方程式计算的步骤
问题探究
1.将6.5
g锌放入足量的盐酸中充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少?
答案:2.24
L
2.将6.5
g锌放入含有0.1
mol
HCl的盐酸中,充分反应,生成标准状况下氢气的体积是多少?
答案:1.12
L(若已知两种或两种以上反应物的量,计算时首先要判断哪种物质过量,以完全反应的物质的量为标准进行计算)。
3.将一定量的锌放入盐酸中,完全反应后,溶液质量增加6.3
g,计算参加反应的锌的物质的量。
答案:0.1
mol(本题可以用差量法计算,1
mol锌完全反应生成1
mol
H2,溶液质量增加63
g,现在溶液质量增加6.3
g,则反应的锌的物质的量为0.1
mol)。
4.将一定量的锌放入100
mL
2
mol·L-1盐酸中,完全反应后锌有剩余,再向溶液中加入50
mL
4
mol·L-1
FeCl3溶液,恰好完全反应,则起始时加入锌的质量是多少?(已知:2Fe3++Zn==2Fe2++Zn2+)
答案:13
g[该题可用电子得失守恒法解题。
n(Zn)×2=n(Fe3+)+n(H+)
m(Zn)=0.2
mol×65
g·mol-1=13
g)。
知识归纳
1.有关物质的量的计算中的“三个规范”
(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范:
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)·V[NaOH(aq)]·M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
2.物质的量在化学计算中应用的注意事项
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,而非质量之比。
(2)计算时,各种物质不一定都用物质的量表示,也可以用质量表示,气态物质还可以用体积表示,但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系;只要做到“上下一致,左右相当”即可。
3.化学计算中常用的三种方法
(1)关系式法
当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时,只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系,即“关系式”。如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量,根据化学方程式知:
3CO~3CO2~3CaCO3即CO~CaCO3。
(2)守恒法
①质量守恒。
宏观特征:反应前后元素的质量守恒。
微观守恒:反应前后元素的原子个数守恒。
②得失电子守恒。
氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。
③电荷守恒。
ⅰ.电解质溶液中,阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数。
ⅱ.离子方程式中,反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相等且电性相同。
(3)平均值法
平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。它所依据的数学原理是:两个数x1和x2(x1>x2)的算术平均值
一定介于二者之间,即x2<
,就可以判断出x1和x2的取值范围,再结合题给条件即可求出正确答案。
平均值法对分析金属与酸(碱)溶液反应的计算问题十分有效。
例如,已知2
g金属混合物与足量强酸反应生成2.24
L(标准状况)H2,则将金属均视为二价的话,平均相对原子质量
,混合物必然由Ar<20和Ar>20的金属组成(注意:如果将铝视为二价金属,则其Ar变换为18;若将Na、K视为二价金属,其Ar分别变为46、78;Cu、Ag等金属不与酸反应,其Ar可视为无穷大)。则该混合物可能由Al与Mg、Al与Fe、Al与Cu等金属混合而成,而不可能由Be与Al(Ar均小于20)、Mg与Fe、Fe与Zn(Ar均大于20)等组成。
典例剖析
典例
把1.1
g铁、铝混合物溶于200
mL
5
mol·L-1盐酸中,反应后溶液中c(HCl)变为4.6
mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求:
(1)反应中消耗HCl的物质的量。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
解析:(1)消耗HCl的物质的量:
0.2
L×5
mol·L-1-0.2
L×4.6
mol·L-1=0.08
mol。
(2)设Al、Fe的物质的量分别为x、y。
2Al + 6HCl==2AlCl3+3H2↑
2
mol
6
mol
x
3x
Fe + 2HCl==FeCl2+H2↑
1
mol
2
mol
y
2y
得x=0.02
mol,y=0.01
mol。
答案:(1)0.08
mol
(2)Al的物质的量为0.02
mol;Fe的物质的量为0.01
mol。
变式训练在500
mL
NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6
L,该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为( )
A.1
mol·L-1
B.2
mol·L-1
C.1.5
mol·L-1
D.3
mol·L-1
解析:设NaOH的物质的量浓度为c,则
2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
2
mol
67.2
L
0.5
L·c
33.6
L
答案:B
1
2
3
4
5
1.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48
L。下列推断中错误的是( )
A.参加反应的Mg、Al共0.2
mol
B.参加反应的HCl为0.4
mol
C.Mg、Al在反应中共失去0.4
mol电子
D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2
mol
H2
解析:反应的实质为Mg+2H+==Mg2++H2↑,2Al+6H+==2Al3++3H2↑,
n(H2)=
=0.2
mol,则参加反应的n(H+)=0.4
mol。若换成稀硫酸,同样产生0.2
mol
H2。依据得失电子守恒,由2H+→H2得电子总数为0.2
mol×2=0.4
mol,故C正确。0.2
mol
Mg提供0.4
mol电子,0.2
mol
Al则提供0.6
mol电子,0.2
mol
Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4
mol,小于0.6
mol,A错误。
答案:A
1
2
3
4
5
2.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( )
A.1∶1
B.2∶1
C.3∶1
D.1∶3
解析:设反应放出的气体均为3
mol,
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
6
mol
3
mol
2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
2
mol
3
mol
所以n(HCl)∶n(NaOH)=6
mol∶2
mol=3∶1。
答案:C
1
2
3
4
5
3.将质量为100
g的铁棒插入1
L
0.5
mol·L-1
CuSO4溶液中,足够长时间后,铁棒的质量将变为( )
A.102
g
B.106
g
C.104
g
D.110
g
解析:根据题目中的数据可知,铁过量,而CuSO4不足,完全反应,当生成0.5
mol
Cu时,固体的质量增加4
g,所以铁棒的质量变为104
g。
答案:C
1
2
3
4
5
4.1
L混合溶液中含有0.25
mol
,0.75
mol
Cl-,0.25
mol
Na+,其余为H+,则H+的物质的量浓度为( )
A.2.5
mol·L-1
B.5
mol·L-1
C.0.1
mol·L-1
D.1
mol·L-1
解析:根据电荷守恒:2×c(
)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),2×0.25
mol·L-1+0.75
mol·L-1=0.25
mol·L-1+c(H+),得c(H+)=1
mol·L-1。
答案:D
1
2
3
4
5
5.将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为3∶2,则样品中铁、铝物质的量之比为( )
A.3∶2
B.2∶1
C.3∶4
D.4∶3
答案:C(共17张PPT)
第三节 用途广泛的金属材料
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.金属具有许多共同的物理性质,如不透明、有金属光泽、
易导电、易导热、有延展性。
2.生产、生活中应用较多的合金是生铁和钢,历史上应用最早的金属是铜。
知识铺垫
新知预习
自主测试
一、常见合金的重要应用
1.合金的概念和特性
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.常见的合金
(1)铜合金。
(2)钢。
知识铺垫
新知预习
自主测试
二、正确选用金属材料
1.金属材料的分类
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.金属材料的正确选用
在选择金属材料时,常常要考虑以下几个方面:
(1)主要性质和外观。
(2)物理性质:密度、硬度、强度、导电性、导热性。
(3)化学性质:对水的作用、耐腐蚀性。
(4)其他:价格、加工难度、日常维护等。
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.下列物质中,不属于合金的是( )
A.硬铝
B.黄铜
C.钢铁
D.水银
解析:硬铝为含Al、Cu、Mg、Mn、Si等元素的合金;黄铜为Cu、Zn合金;水银即单质汞,是纯净物,不是合金。
答案:D
2.下列关于合金的叙述中正确的是( )
A.合金是由两种或多种金属熔合而成的
B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C.合金在任何情况都比单一金属性能优良
D.商代的后母戊鼎是纯铜打造而成的
解析:合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的,A错误;在机械加工时,合金的性能一般较单一金属优良,但并不是任何情况都是,如纯铝导电性比铝合金要强等,C错误;后母戊鼎是铜合金制成的,D错误。
答案:B
探究常见合金的成分、性能及应用
问题探究
1.形成合金的成分只能是金属吗?
答案:不是。合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的,具有金属特性的物质。
2.我国最早使用的合金是什么?其主要成分是什么?
答案:青铜;主要成分是铜、锡和铅。
3.镁铝合金为什么广泛应用于制造飞机?
答案:因为其具有密度小、强度大的特性,且价格较便宜。
4.合金通常比组成它的纯金属有哪些更优良的性质?
答案:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。如合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点一般也比它的各成分金属的低。
知识归纳
合金的种类
1.铜合金
2.合金钢
3.铝合金
4.钛合金
钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点,主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域。
典例剖析
典例
合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是
( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大;
②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的低;
③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金;
④合金比纯金属的导电性能更强;
⑤合金比纯金属的应用范围更广泛。
A.①②③⑤
B.②③④
C.①②④
D.①②④⑤
解析:合金一般比它的成分金属熔点低,硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛,但合金的导电性却不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。
答案:A
变式训练纯铁的熔点为1
535
℃,而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1
200
℃左右就熔化了,这是因为( )
A.铁的纯度越高熔点越低
B.生铁是铁碳合金,熔点比纯铁低
C.合金的熔点比其各成分金属的熔点高
D.生铁在高炉中熔化时发生了化学反应
解析:纯铁的熔点为1
535
℃,生铁(含碳量较高的铁合金)熔点为1
200
℃左右,说明铁的纯度越高熔点越高,A项错误;合金的熔点低于其成分物质的熔点,生铁的熔点低是因为Fe和C形成了合金,B项正确;合金的熔点低于其成分物质的熔点,C项错误;生铁在高炉中熔化时没有发生化学反应,只发生了物理变化,D项错误。
答案:B
1
2
3
4
1.某合金与铁的物理性质的比较如下表所示,还知该合金耐腐蚀、强度大,由此判断该合金不适合做( )
A.导线
B.门窗框
C.炉具
D.飞机外壳
解析:根据表中数据可知该合金的熔点高、硬度大,密度小于铁,导电性差,因此该合金不适合做导线,A项正确。
答案:A
1
2
3
4
2.有资料显示,铝元素在人体内的残留积累量过多后对大脑发育有不良影响,建议多用不锈钢代替铝合金作为材料制作餐厨等日用品。下列说法中不正确的是( )
A.不锈钢中含有铁元素、镍元素、铬元素
B.不锈钢属于铁合金
C.不锈钢是无腐蚀性的
D.不锈钢是绝对不能被腐蚀的
解析:不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金,主要成分是铁。不锈钢本身无腐蚀性,耐腐蚀性也很强,但不锈钢也并不是绝对不能被腐蚀的。
答案:D
1
2
3
4
3.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广,其主要原因是( )
A.价格便宜,不易生锈
B.铁锅只含有铁元素
C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素
D.传热慢,保温性能好
解析:A项、D项不是铁锅作为理想炊具向世界推广的主要原因。铁锅是铁合金制成的,主要含有铁元素,还含有碳元素等,B错误。
答案:C
1
2
3
4
4.古代的药金外观与金相似,常被误认为是金子,冶炼的方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800
℃,得到金光闪闪的“药金”。
(1)药金的主要成分是 。?
(2)冶炼时发生反应的化学方程式为?? 。?
解析:高温下,碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳,木炭在高温下将氧化亚铜和氧化锌还原为金属铜和锌,在这种高温下铜锌形成合金而呈金黄色。
答案:(1)铜锌合金(共33张PPT)
第1课时 钠的重要化合物
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.一小块钠在空气中放置生成的一系列产物有Na2O、NaOH、Na2CO3·10H2O、Na2CO3。
2.钠在空气中燃烧的化学方程式为2Na+O2
Na2O2。
3.在Na2O和Na2O2中,钠元素的化合价都是+1价,而氧元素的化合价是-2价和-1价。
知识铺垫
新知预习
自主测试
一、氧化钠和过氧化钠
1.物理性质
氧化钠是白色固体,过氧化钠是淡黄色固体。
2.化学性质
(1)过氧化钠与水反应的实验。
知识铺垫
新知预习
自主测试
(2)氧化钠、过氧化钠分别与水、CO2反应的化学方程式。
知识铺垫
新知预习
自主测试
二、碳酸钠和碳酸氢钠
Na2CO3俗名纯碱,也叫苏打,NaHCO3俗名小苏打。
1.Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸反应:
Na2CO3+2HCl
2NaCl+CO2↑+H2O,
NaHCO3+HCl
NaCl+CO2↑+H2O。
知识铺垫
新知预习
自主测试
三、焰色反应
1.定义
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
2.操作
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.几种金属的焰色
钠:黄色,钾:紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃)。
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.都是白色的固体
B.都是碱性氧化物
C.都能和水反应形成强碱溶液
D.都是强氧化剂
解析:Na2O2为淡黄色固体,A项错误;Na2O2不是碱性氧化物,B项错误;二者均能与水反应生成NaOH,C项正确;Na2O没有强氧化性,D项错误。
答案:C
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.下列关于Na2CO3和NaHCO3的比较中,正确的是
( )
A.二者在水中的溶解度不同,NaHCO3的溶解度大于Na2CO3的溶解度
B.二者热稳定性不同,NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3的热稳定性
C.二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,等物质的量的固体产气量和反应快慢不同
D.二者在一定的条件下可以相互转化
答案:D
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.做焰色反应实验时所用的铂丝,每次用完后都要
( )
A.用滤纸擦干净后才能使用
B.用水多洗几次
C.用稀盐酸洗涤后,再灼烧到无颜色时为止
D.先用稀盐酸洗涤,后用水洗涤
解析:做焰色反应实验时所用的铂丝,每次用完后都要用稀盐酸洗涤,再灼烧到无颜色时为止,防止对其他物质的检验产生干扰。
答案:C
关于Na2O2与CO2、H2O的反应
问题探究
1.Na2O2属于碱性氧化物吗?为什么?
答案:不属于;碱性氧化物指能与酸反应只生成盐和水的氧化物,Na2O2与盐酸反应时不仅生成NaCl(盐)和水,还会有氧气生成,所以不属于碱性氧化物。
探究一
探究二
探究一
探究二
3.1
mol过氧化钠分别与CO2、H2O完全反应,固体质量分别增加多少?
答案:28
g(1
mol
CO的质量);2
g(1
mol
H2的质量)。
2.用双线桥法分别标出Na2O2与CO2、水反应中电子的转移情况。
答案:
知识归纳
有关Na2O2与CO2、H2O反应的几个重要关系
探究一
探究二
探究一
探究二
【特别提醒】一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。
探究一
探究二
典例剖析
典例1
200
℃时CO2和水蒸气的混合气体共23.2
g与足量的Na2O2充分反应后,固体质量增加了7.2
g,则原混合气体的物质的量为( )
A.0.2
mol
B.0.6
mol
C.0.8
mol
D.1.0
mol
探究一
探究二
解析:设混合气体中CO2、H2O的物质的量分别为x、y。
2CO2+2Na2O2==2Na2CO3+O2 固体的质量差Δm
2
mol
88
g-32
g=56
g
x
28x
2H2O+2Na2O2==4NaOH+O2 固体的质量差Δm
2
mol
36
g-32
g=4
g
y
2y
则:44
g·mol-1×x+18
g·mol-1×y=23.2
g
28
g·mol-1×x+2
g·mol-1×y=7.2
g
解得:x=0.2
mol y=0.8
mol
所以混合气体的总物质的量为0.2
mol+0.8
mol=1.0
mol。
答案:D
探究一
探究二
变式训练11
mol过氧化钠与2
mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3
B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3
D.Na2O2 NaOH Na2CO3
解析:由题意可知,首先发生反应:2NaHCO3
Na2CO3+H2O+
CO2↑,生成H2O和CO2各1
mol;然后H2O和CO2与Na2O2反应:2Na2O2
+2H2O==4NaOH+O2↑,2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2,1
mol
CO2和1
mol
H2O完全反应需消耗2
mol
Na2O2,但题中只有1
mol
Na2O2,应优先考虑与CO2的反应:1
mol
Na2O2先与1
mol
CO2反应,生成1
mol
Na2CO3和0.5
mol
O2。最后残留的固体是Na2CO3。
答案:A
探究一
探究二
Na2CO3与NaHCO3的鉴别、除杂与转化
问题探究
1.如何除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠固体?如何除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠溶液?
答案:加热;通入CO2气体。
2.分别向Na2CO3、NaHCO3溶液中滴加CaCl2溶液,都能产生沉淀吗?
答案:CaCl2溶液与Na2CO3溶液反应能产生白色沉淀,与NaHCO3溶液不反应。
探究一
探究二
3.分别向Na2CO3、NaHCO3溶液中滴加盐酸,都能立刻产生气体吗?
答案:向NaHCO3溶液中滴加盐酸会立刻生成CO2气体,但向Na2CO3溶液中滴加盐酸,先生成NaHCO3,当Na2CO3全部变成NaHCO3后,继续滴加盐酸才会生成CO2。
4.分别写出向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴加足量Ba(OH)2溶液发生反应的离子方程式。
探究一
探究二
知识归纳
Na2CO3与NaHCO3的鉴别、除杂与转化
1.鉴别方法及原理
探究一
探究二
2.除杂(括号内为杂质)
3.转化
典例剖析
典例2在课堂上老师出示了两瓶失去标签的Na2CO3和NaHCO3无色饱和溶液,希望班里同学提出简便的鉴别方法。该班同学踊跃提出方法,其中不合理的是
( )
①取等量的两种溶液置于两支试管中,加热,有气泡产生的是NaHCO3饱和溶液
②取等量的两种溶液置于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是NaHCO3饱和溶液
③取等量的两种溶液置于两支试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液
④取等量的两种溶液置于两支试管中,滴加Ba(OH)2溶液,生成白色沉淀的是Na2CO3饱和溶液
A.①②
B.①④
C.③④
D.②③
探究一
探究二
探究一
探究二
解析:NaHCO3溶液受热时NaHCO3不分解,只有NaHCO3固体受热才分解,①不合理;分别向两支试管中滴加Ba(OH)2溶液,都能出现白色沉淀,化学方程式分别为Na2CO3+Ba(OH)2==2NaOH+BaCO3↓,
2NaHCO3+Ba(OH)2==Na2CO3+BaCO3↓+2H2O,④不合理。
答案:B
探究一
探究二
变式训练2除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A.通入二氧化碳气体
B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水
D.加入稀盐酸
解析:除杂方法要操作简便,效果好,不引入新的杂质,保留非杂质成分。因为通入CO2可
发生反应Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3,所以A项正确。
答案:A
1
2
3
4
5
1.用于呼吸用具上和潜水艇中作为氧气的来源的物质是
( )
A.Na2O2
B.NaHCO3
C.H2O2
D.KMnO4
解析:Na2O2为固体,携带方便,且能与人呼吸产生的二氧化碳和水反应生成氧气,不需要催化剂,也不需要加热,最适宜在呼吸面具中作供氧剂,A项正确。
答案:A
1
2
3
4
5
2.下列关于Na2O和Na2O2叙述正确的是( )
A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成白色NaOH固体
B.都能与CO2反应生成碳酸钠
C.向Na2O和Na2O2固体中分别加水再滴加2滴酚酞溶液,最终溶液都为红色
D.用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又逐渐变成黄色
解析:Na2O2久置于空气中变成白色Na2CO3固体,A错误;Na2O、Na2O2都能与CO2反应生成Na2CO3,B正确;Na2O、Na2O2都能与H2O反应生成NaOH,使溶液呈碱性,可使酚酞变红色,但Na2O2具有强氧化性,可漂白有机色质,最终酚酞溶液褪为无色,C错误;过氧化钠漂白是由于它的氧化性将有色物质漂白,是永久性漂白,D错误。
答案:B
1
2
3
4
5
3.关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是
( )
A.在水中溶解度:Na2CO3B.热稳定性:Na2CO3C.相同浓度时与酸反应速率:Na2CO3D.Na2CO3不能转化成NaHCO3,而NaHCO3能转化为Na2CO3
解析:溶解度:NaHCO3D项错误。
答案:C
1
2
3
4
5
4.下列关于焰色反应的表述确切的是( )
A.焰色反应是元素的性质
B.焰色反应是单质的特有性质
C.焰色反应是离子的特有性质
D.焰色反应是化合物的特有性质
解析:焰色反应是金属元素的性质,所以只要含有该元素,不论该物质是单质还是化合物,在灼烧时均呈现特殊的颜色。
答案:A
1
2
3
4
5
5.右图为几种物质的转化关系,其中A为金属,B为淡黄色固体粉末,每一物质均含有A对应的元素。
(1)写出下列物质的化学式:
B ,C ,E ,F 。?
(2)写出下列各步反应的化学方程式:
C→E ;?
C→F ;?
F→C 。?
1
2
3
4
5
解析:根据A为金属,B为淡黄色固体粉末,可知A为Na,B为Na2O2,前后联系,可知其他物质。
由钠的性质可知,D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种,由Na2O2的性质可知,C必为Na2CO3,则F为NaHCO3,由Na2CO3→E可推出,E为NaOH或NaCl,由D→C知,E为NaOH时,D只能为Na2O;当E为NaCl时,D可以为Na2O或NaOH。
答案:(1)Na2O2 Na2CO3 NaOH(或NaCl等) NaHCO3
(2)Na2CO3+Ba(OH)2==BaCO3↓+2NaOH(或Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O)(答案合理即可) Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O(共33张PPT)
第2课时 铝的重要化合物
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.Fe2O3是碱性氧化物,与盐酸反应生成盐和水,反应的离子方程式是Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O。
2.CO2是酸性氧化物,与足量NaOH反应生成盐和水,反应的离子方程式是CO2+2OH-==
+H2O。
3.氯化铝溶液与氨水反应的离子方程式为
Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3
。
4.Al(OH)3溶于盐酸的离子方程式为Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O。
知识铺垫
新知预习
自主测试
一、氧化铝
1.物理性质
2.化学性质
Al2O3是两性氧化物,与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。
(1)与强酸反应的离子方程式:
Al2O3+6H+==2Al3++3H2O。
(2)与强碱反应的离子方程式:
Al2O3+2OH-==
+H2O。
3.用途
(1)冶炼金属铝的原料;
(2)良好的耐火材料。
知识铺垫
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二、氢氧化铝
1.实验探究
知识铺垫
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知识铺垫
新知预习
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2.物理性质
难溶于水的白色固体,在溶液中形成胶状沉淀。
3.化学性质
(1)两性氢氧化物:与酸或碱都能反应生成盐和水的氢氧化物。
(2)Al(OH)3的不稳定性。
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O。
4.用途
(1)利用其吸附性,能凝聚水中的悬浮物,可用来净水。
(2)利用其碱性,可用作胃酸中和剂。
知识铺垫
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三、硫酸铝钾[KAl(SO4)2]
1.电离方程式:KAl(SO4)2==K++Al3++2
。
2.十二水合硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]。俗名明矾,为无色晶体,可溶于水,在天然水中生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂。
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,可选用的试剂是( )
A.KOH溶液
B.氨水
C.稀盐酸
D.稀醋酸
解析:要除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,所加试剂只能与Al2O3反应而不能与MgO反应,反应完全后过滤即可。氨水与Al2O3不反应,稀盐酸、稀醋酸均能与MgO反应,只有KOH溶液能与Al2O3反应而与MgO不反应,故选A项。
答案:A
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.要使氯化铝溶液中的铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀,应选的最佳试剂是( )
A.氢氧化钠溶液
B.稀盐酸
C.硝酸银溶液
D.氨水
解析:要实现由Al3+→Al(OH)3↓,需要加入OH-;但由于Al(OH)3能够溶于强碱溶液,故选用氨水。
答案:D
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.明矾可以净水是因为( )
A.明矾在水中能电离出
B.明矾中含有多种阳离子
C.明矾溶于水后可以生成Al(OH)3胶体
D.明矾可以与碱反应生成Al(OH)3沉淀
解析:明矾电离出的Al3+能与水作用,生成Al(OH)3胶体,能吸附水中悬浮颗粒。
答案:C
探究一
探究二
铝的化合物之间的相互转化——铝三角
问题探究
1.在已学过的物质中,既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的有哪些?这些物质都能称作两性物质吗?
答案:有Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3、(NH4)2CO3等,这些物质不都是两性物质,如金属铝、碳酸氢钠、(NH4)2CO3等物质都有题述性质,但这些物质不能称作两性物质。
2.Al2O3、Al(OH)3是两性物质,它们在溶液中能与CO2、NH3·H2O反应吗?
答案:不能,Al2O3、Al(OH)3不能与弱酸、弱碱溶液反应。
探究一
探究二
3.分别写出NaAlO2溶液与过量盐酸、CO2反应的离子方程式。
4.现有Al2O3、盐酸、NaOH溶液、氨水、CO2等实验药品,设计合理的实验方案制备Al(OH)3,写出相关的化学方程式。
答案:(1)用Al2O3、盐酸、氨水为原料制备Al(OH)3。
相关反应的化学方程式为Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O,
AlCl3+3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4Cl。
(2)用Al2O3、NaOH溶液、CO2为原料制备Al(OH)3。
相关反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O,
NaAlO2+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+NaHCO3。
探究一
探究二
探究一
探究二
典例剖析
典例1
A、B、C、D、E五种化合物,均含有某种常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。
请回答下列问题:
(1)写出化学式:A ,B ,
C ,D ,E 。?
(2)写出下列反应的离子方程式:
A→B: ;?
B→D: ;?
C→E: 。?
探究一
探究二
解析:以物质B作为突破口,B既能与NaOH溶液反应,又能与盐酸反应,且能受热分解,B为Al(OH)3,C为Al2O3,则D为AlCl3,E为NaAlO2,A与过量CO2反应生成B,且焰色反应为紫色,A为KAlO2。
答案:(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
探究一
探究二
变式训练1以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是( )
A.将氧化铝溶于水
B.将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水
C.将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液
D.将氧化铝溶于氢氧化钾
解析:由氧化铝制取氢氧化铝,首先应将氧化铝转化为铝离子,然后加碱转化为氢氧化铝。考虑到滴加氢氧化钠溶液时,若过量会有部分氢氧化铝转化为偏铝酸盐,故选用弱碱溶液氨水更好。
答案:B
探究一
探究二
有关Al(OH)3沉淀的图像分析及有关计算
问题探究
1.向含1
mol
AlCl3的溶液中逐滴加入NaOH溶液,会产生怎样的现象?根据上述过程画出n[Al(OH)3]与
关系的图像。
答案:先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解。
探究一
探究二
2.向含1
mol
AlCl3的溶液中逐滴加入NaOH溶液,若得到n[Al(OH)3]=0.5
mol,则滴加的NaOH溶液中含NaOH的物质的量是多少?
答案:1.5
mol或3.5
mol。
3.向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,会产生怎样的现象?画出滴加过程中n[Al(OH)3]与
关系的图像。
答案:开始无明显现象,后产生白色沉淀。
探究一
探究二
4.向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸,会产生怎样的现象?画出该过程中n[Al(OH)3]与
关系的图像。
答案:先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解。
5.向盐酸中滴加NaAlO2溶液,开始时有没有沉淀出现?
答案:没有。
探究一
探究二
知识归纳
有关Al(OH)3沉淀图像的分析
探究一
探究二
探究一
探究二
典例剖析
典例2
如下六个图中,横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量,纵坐标为生成沉淀的物质的量,将图中的字母代号填入下表。
探究一
探究二
探究一
探究二
解析:①发生如下反应:Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O,CaCO3+
CO2+H2O==Ca(HCO3)2,故其沉淀生成与消失时消耗的CO2的物质的量是相同的,其图像应为B。②AlCl3溶液中通入NH3只发生反应:3H2O+AlCl3+3NH3==3NH4Cl+Al(OH)3↓,生成的Al(OH)3不能溶于弱碱溶液中,其对应图像应为C。③发生如下反应:MgCl2+
2NaOH==Mg(OH)2↓+2NaCl,AlCl3+3NaOH==Al(OH)3↓+3NaCl,故先生成沉淀,当NaOH过量时又发生如下反应:Al(OH)3+NaOH==
NaAlO2+2H2O,因Mg(OH)2与碱不反应,故沉淀不能完全溶解,因此其对应图像为A。④发生如下反应:AlCl3+3NaOH==Al(OH)3↓+
3NaCl,Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O。其反应现象为先生成白色沉淀,再逐渐溶解且前后消耗NaOH的物质的量之比为3∶1,故其对应图像为E。⑤反应如下:HCl+NaOH==NaCl+H2O,AlCl3+
3NaOH==3NaCl+Al(OH)3↓,Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O。此时优先发生的是酸碱中和反应,故开始时应无沉淀产生,后续反应与上述④中相同,故其图像应为F。
答案:B C A E F
探究一
探究二
变式训练2向20
mL某浓度的AlCl3溶液中滴加2
mol·L-1的NaOH溶液时,所得沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示:
?
(1)写出A→B反应的化学方程式:? 。?
(2)最大沉淀量为
g。?
(3)V1= 。?
(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度为 。?
(5)当所得沉淀的质量为0.39
g时,用去NaOH溶液的体积是
。?
探究一
探究二
解析:(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液发生的反应有:
AlCl3+3NaOH==Al(OH)3↓+3NaCl ①
1
mol
3
mol
1
mol
Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O ②
1
mol
1
mol
(2)A点表示此时沉淀量达最大值,A点时恰好发生反应①,
n[Al(OH)3]=
n(NaOH)=
×2
mol·L-1×0.015
L=0.01
mol,
m[Al(OH)3]=0.01
mol×78
g·mol-1=0.78
g。
(3)A→B发生反应②,消耗n(NaOH)=0.01
mol,V[NaOH(aq)]=0.01
mol÷2
mol·L-1=0.005
L=5
mL,故V1=15+5=20。
(4)n(AlCl3)=n[Al(OH)3]=0.01
mol,c(AlCl3)=0.01
mol÷0.02
L=0.5
mol·L-1。
探究一
探究二
(5)当沉淀的质量为0.39
g时,有两种可能,一是NaOH溶液不足,只生成0.39
g沉淀;二是NaOH溶液过量,部分沉淀溶解后剩下0.39
g沉淀。若NaOH溶液不足,则:
Al3+ + 3OH-==Al(OH)3↓
1
mol
3
mol
78
g
0.015
mol
0.39
g
V[NaOH(aq)]=0.015
mol÷2
mol·L-1=0.007
5
L=7.5
mL;
若NaOH溶液过量,则:
Al(OH)3+OH-==
+2H2O
78
g
1
mol
0.39
g
0.005
mol
探究一
探究二
答案:(1)Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O
(2)0.78 (3)20
(4)0.5
mol·L-1
(5)7.5
mL或17.5
mL
1
2
3
4
1.铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应,其生成物有一定的规律,下列说法中正确的是
( )
A.都有H2O生成
B.都有H2生成
C.都有
生成
D.都有Al3+生成
解析:依据“铝三角”中铝及其化合物的转化关系可知:四种物质均能与过量强碱溶液反应,生成
(偏铝酸盐)。
答案:C
1
2
3
4
2.下列说法正确的是( )
A.Al2O3难溶于水,不与水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3能与所有的酸碱溶液反应
D.Al2O3能与强的酸碱溶液反应
解析:Al2O3虽然难溶于水,但是2Al(OH)3
Al2O3+3H2O,Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同,所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物。金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念,二者没有因果联系。Al2O3是两性氧化物,能与强酸、强碱反应。
答案:D
1
2
3
4
3.下列关于Al(OH)3性质的叙述中,错误的是( )
A.Al(OH)3是两性氢氧化物
B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C.Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物,也能吸附色素
D.Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水,又能溶于盐酸
解析:Al(OH)3是两性氢氧化物,既能溶于强酸溶液,又能溶于强碱溶液,与弱酸、弱碱不反应。
答案:D
1
2
3
4
4.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( )
A.Al
B.Al(OH)3
C.AlCl3
D.Al2O3
答案:A(共28张PPT)
第3课时 铁的重要化合物
知识铺垫
新知预习
自主测试
知识铺垫
新知预习
自主测试
一、铁的重要化合物
1.铁的含量及存在形态
(1)含量:铁在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第四位。
(2)形态:铁的主要化合价为+2、+3,在地壳中主要是以化合物的形式存在。
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.铁的氧化物
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.铁的氢氧化物
知识铺垫
新知预习
自主测试
4.铁盐、亚铁盐
(1)Fe3+的检验
知识铺垫
新知预习
自主测试
(2)Fe3+的氧化性
(3)铁盐的净水作用:铁盐在天然水中可生成Fe(OH)3胶体,和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。
知识铺垫
新知预习
自主测试
二、铜盐
1.物理性质
硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐易溶于水;铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其难溶于水。
2.化学性质
(1)铜的化学性质不活泼,使用铜器皿比较安全。
(2)铜盐属于重金属盐,都有毒,
铜离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性而失去生理活性。
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加过量铁粉,然后过滤
D.Fe3+与KSCN反应产生红色沉淀
解析:A中赤铁矿的主要成分是Fe2O3;B中产物应为Fe3O4和H2;D中Fe3+与KSCN反应生成的是红色可溶物。
答案:C
知识铺垫
新知预习
自主测试
2.在电子工业中制印刷电路时,常用氯化铁溶液为铜的“腐蚀液”,该过程发生的反应为2FeCl3+Cu
2FeCl2+CuCl2,该反应利用了铜的( )
A.氧化性
B.还原性
C.导电性
D.导热性
解析:根据过程发生的反应2FeCl3+Cu
2FeCl2+CuCl2可以看出,化合价升高的是Cu元素,则Cu是还原剂,具有还原性,所以该反应利用了铜的还原性。
答案:B
知识铺垫
新知预习
自主测试
3.下列离子方程式中正确的是( )
A.铁与盐酸反应:2Fe+6H+==2Fe3++3H2↑
B.氯气与氯化亚铁溶液反应:2FeCl2+Cl2==2FeCl3
C.氯化铁溶液与铁反应:Fe3++Fe==2Fe2+
D.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应:Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
解析:由于盐酸中H+的氧化性弱,故铁与盐酸反应时,Fe只能被氧化为Fe2+,A错误;B项是化学方程式,不是离子方程式,FeCl2中Cl-实际不参加反应,应删去;C项中电荷不守恒。
答案:D
探究一
探究二
Fe、Fe2+、Fe3+之间的转化
问题探究
1.从Fe、Fe2+、Fe3+的化合价分析三种微粒具有的化学性质。
答案:Fe的化合价处于最低价态,只有还原性;Fe2+处于中间价态,既有氧化性又有还原性;Fe3+处于最高价态,具有很强的氧化性。
2.Fe(OH)3、FeCl3、FeCl2是否都可由化合反应得到?请写出可能的化学方程式。
答案:它们均可由化合反应得到,反应的化学方程式分别为4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3,2Fe+3Cl2
2FeCl3,
2FeCl3+Fe==3FeCl2。
3.如何除去FeCl3溶液中混有的FeCl2?如何除去FeCl2溶液中混有的FeCl3?
答案:通入Cl2;加入铁粉。
探究一
探究二
知识归纳
Fe2+、Fe3+、Fe的相互转变——“铁三角”
?
1.Fe只具有还原性,可以被氧化剂氧化为Fe2+、Fe3+。
探究一
探究二
2.Fe2+既具有氧化性又具有还原性,可以被氧化为Fe3+,也可以被还原为Fe。
探究一
探究二
典例剖析
典例1
已知有以下物质相互转化:
?
试回答:
(1)B的化学式: ,D的化学式: 。?
(2)写出由E转变成F的化学方程式: 。?
(3)常用 检验G中的阳离子,其现象为 。?
(4)向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为 。?
探究一
探究二
解析:根据流程图,推知D溶液为KCl溶液,H为AgCl,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为FeCl3,然后根据图中物质间的转化关系,推知A为Fe,B为FeCl2,C为KOH。
答案:(1)FeCl2 KCl
(2)4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3
(3)KSCN溶液 棕黄色溶液变为红色溶液
(4)2Fe3++Fe==3Fe2+
探究一
探究二
变式训练1按下图要求写出下列三个反应的化学方程式,属于离子反应的只写出离子方程式。
(1)B→C+D: ;?
(2)E→F: ;?
(3)F→D: 。?
解析:此题从反应转化过程来看,唯一能作为解题突破口的是红褐色固体F。结合题意不妨设F即为Fe(OH)3固体。由题可知,A在不同条件下反应能得到C和D,而由A经反应得到的B在同一反应中能产生C和D,C应为某低价态元素的化合物,C经反应得到E,而E经O2氧化可得F[Fe(OH)3]。由此可判断E为Fe(OH)2,则C含Fe2+,所以D含Fe3+,而B则应是Fe3O4,A是Fe。把推断的结论进行验证,符合题意。
答案:(1)Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
(3)Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
探究一
探究二
Fe2+、Fe3+的检验
问题探究
1.含有Fe2+、Fe3+的溶液分别呈什么颜色?
答案:浅绿色;棕黄色。
2.向FeCl2溶液、FeCl3溶液中分别滴加NaOH溶液,各有什么现象?
答案:向FeCl2溶液中加入NaOH溶液,会看到有白色沉淀生成,且白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色。而向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,可直接看到有红褐色沉淀生成。
3.如何设计实验证明某溶液中含有Fe2+?
答案:加入KSCN溶液,不变色,再通入氯气,溶液呈红色。
探究一
探究二
知识归纳
Fe2+、Fe3+的检验
探究一
探究二
【特别提醒】1.Fe3+与SCN-作用时,生成红色溶液,而不是红色沉淀。
2.当Fe2+和Fe3+共存时,检验Fe2+时必须用酸性KMnO4溶液。
探究一
探究二
典例剖析
典例2
下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
解析:A项说明含Fe3+,但不能说明是否含Fe2+;B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3+,不能说明原溶液中是否含有Fe2+;D项,因为Mg(OH)2为白色沉淀,Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象,所以当溶液中含有Mg2+时,会出现同样的题述现象,故D项不能说明溶液中是否含Mg2+。
答案:C
探究一
探究二
变式训练2证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )
A.先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液后显红色
B.先滴加硫氰化钾溶液不显红色再滴加氯水后显红色
C.先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色
D.只需要滴加硫氰化钾溶液
解析:先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液后显红色,可能是原溶液中Fe2+被氯水氧化为Fe3+或原溶液本来就含有Fe3+,A项错误;先滴加硫氰化钾溶液不显红色,说明原溶液中不存在Fe3+,再滴加氯水后显红色,说明Fe2+被氯水氧化为Fe3+,Fe3+与SCN-反应使溶液显红色,说明原溶液中肯定存在Fe2+,B项正确;先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色,不能说明原溶液中只存在Fe2+而不存在Fe3+,C项错误;只滴加硫氰化钾溶液,若不显色,不能说明一定含有Fe2+,D项错误。
答案:B
1
2
3
4
1.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是( )
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为黄色
C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性
D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
解析:Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀。
答案:D
1
2
3
4
2.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的方法是( )
A.加入氢氧化钠溶液
B.通入氯气
C.加入铜粉
D.加入铁粉
解析:要实现“Fe3+→Fe2+”的转化,需要加入还原剂,且不引入新的杂质离子,最好的方法是加入足量铁粉充分反应后过滤,发生的化学反应为2FeCl3+Fe==3FeCl2。
答案:D
1
2
3
4
3.下表是各物质及其所含的少量杂质,以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法,其中不正确的是( )
1
2
3
4
解析:Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁,反应后过滤可分离达到除杂目的,A项正确;碳酸钠与二氧化碳气体及H2O反应生成碳酸氢钠,反应后不生成新杂质,B项正确;硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,引入新杂质NaCl,不能除杂,C项错误;杂质氧化铝与氢氧化钠溶液反应,产生可溶性物质,氧化镁不能与NaOH溶液反应,过滤可除杂,D项正确。
答案:C
1
2
3
4
4.硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血,但存放不当很容易变质,药片中的Fe2+被氧化生成Fe3+。若将药片配成溶液,需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水,原因是? 。?
实验室检验Fe3+,除了可以用碱外,常用的试剂是 (填化学式),若 ,则证明有Fe3+。?
解析:硫酸亚铁缓释片溶于水时,药片中的Fe2+易被水中溶解的O2氧化为Fe3+,因此将药片配成溶液时,应预先将蒸馏水煮沸,以除去水中溶解的O2;检验Fe3+,还可以用KSCN溶液,Fe3+与SCN-发生反应使溶液变红色。
答案:防止水中溶解的氧气氧化Fe2+ KSCN 溶液变成红色
